2022-2023学年鲁科版选择性必修第二册2-3自感现象与涡流课时提升作业3含解析

2022-2023学年鲁科版（2019）选择性必修第二册2.3自感现象与涡流课时提升作业3（含解析）一、单选题1．如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，L1逐渐变亮，L2立刻变亮B．闭合开关S稳定后，L1比L2更亮C．断开S的瞬间，L2会立即熄灭D．断开S的瞬间，a点的电势比b点低2．如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（）A．用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大B．用户功率减小，电流线圈在铝盘中产生的涡流变大C．永久磁铁对铝盘起着电磁阻尼的作用D．当停止用电时，永久磁铁可以保持铝盘继续转动3．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关，小灯泡发光；再断开，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大4．如图所示，动圈式扬声器、磁电式电流表、小家电中的变压器和真空冶炼炉都有金属导线绕制的线圈，关于这几种器件下列说法正确的是（）A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场C．小家电中的变压器是利用电流的磁效应进行工作的D．真空冶炼炉线圈中应通较大的恒定电流，才能使炉中金属容易熔化5．如图所示，多匝线圈的电阻和电池内阻不计，两个定值电阻的阻值均为R，开关S开始时断开，电路中电流为，合上开关S，线圈有自感电动势产生，此电动势（）A．有阻碍电流减小的作用，最后电流小于B．有阻碍电流减小的作用，因而电流总等于C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是大于6．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（）A．图甲中，闭合S1电路达到稳定时，流过A1的电流大于流过L1的电流B．图甲中，断开开关S1瞬间，流过A1的电流方向自右向左C．图乙中，闭合S2电路达到稳定时，变阻器R的电阻值大于L2的电阻值D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等7．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（）A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 D．从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向8．如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（）A．开关闭合时，A灯逐渐变亮、B灯立即亮B．开关闭合时，A、B两灯同时亮C．开关断开时，A灯比B灯后熄灭D．开关断开时，A、B灯同时立即熄灭9．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（）A．制动过程中，导体不会产生热量B．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用C．制动力的大小与线圈中电流的大小无关D．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大10．自感系数的国际制单位是（）A．法拉 B．亨利 C．韦伯 D．特斯拉11．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”。如图所示，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（

）A．圆盘中始终未发生电磁感应现象B．该实验现象与真空冶炼炉的原理相同C．由于小磁针的磁性较弱，分析本现象时可以忽略小磁针的磁场D．探测地雷的探雷器的工作原理与本实验现象无关联12．如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（）A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热C．电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热二、多选题13．下列说法中正确的是（）A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应C．精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应14．在如图所示的甲、乙两个电路中，电阻R和自感线圈L的直流电阻都很小，闭合开关S，使电路达到稳定，则（）A．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将逐渐变暗B．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将先变得更亮，然后逐渐变暗C．在电路乙中，断开开关S，灯泡A将逐渐变暗D．在电路乙中，断开开关S，灯泡A将先变得更亮，然后逐渐变暗15．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）A．闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮B．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮C．断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭三、解答题16．共享单车已经走进人们的日常生活，由于受季节变化、天气状况等因素的影响，有些零件容易损坏。如图是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中A是通高频交流电的线圈，B是自行车的零件。a是待焊接的接口，接口两端接触，当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来。试回答：（1）为什么在其他条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快？（2）为什么焊接过程中，接口a处已熔化而零件的其他部分并不是很热？17．如图所示装置，可以用来演示电磁阻尼现象.把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆.在电磁铁线圈（图中未画出）未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来.而电磁铁线圈通电后，铜片会很快稳定并停下来.为什么？参考答案：1．C【解析】【详解】A．闭合开关S后，线圈自感只是阻碍流过L的电流增大，则两灯立刻亮，故A错误；B．闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将更亮，故B错误；CD．断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势高于b端，感应电流方向与二极管正方向相反，所以回路中没有电流，故D错误，C正确。故选C。2．C【解析】【详解】AB．电流线圈串联在电路中，用户功率越大则电流越大，产生的磁场越强，则涡流越大，而电压线圈并联在电路中其电流与用户功率无关，电流大小不变，因此其的涡流不变，故AB错误；CD．当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，线圈转动切割永久磁铁产生电磁阻尼效果，避免由于惯性继续转动而带来计量误差，故C正确，D错误。故选C。3．A【解析】【详解】A．线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，A正确；B．若灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，B错误；C．开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的电动势无关，C错误；D．线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，D错误。故选A。4．A【解析】【详解】A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项A正确；B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是辐射状磁场，不是匀强磁场，选项B错误；C．小家电中的变压器是利用电磁感应原理进行工作的，选项C错误；D．真空冶炼炉的工作原理是利用涡流使炉内产生大量的热量而使金属熔化，根据法拉第电磁感应定律可知频率越高、相同条件下产生的感应电动势越大，感应电流就会越大，所以真空冶炼炉线圈中应通高压高频交流电，故D错误；故选A。5．D【解析】【详解】开关从断开到闭合瞬间，回路中的电流要增大，因而在线圈上产生自感电动势，根据楞次定律可知，该自感电动势要阻碍电流的增大，但阻碍不是阻止，最终电流还是会增大，故电流最后还是大于，D正确，ABC错误；故选D。6．B【解析】【详解】A．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，是因为线圈L1的自感效应使得L1的电流不突变流进灯泡，随后逐渐变暗，说明L1中的电流大于A1中的电流，故A错误；B．图甲中，闭合S1电路达到稳定时，L1中的电流从左向右，断开开关S1瞬间，L1和A１组成新的闭合回路，回路电流为顺时针方向，所以流过A1的电流方向自右向左，故B正确；C．闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，即两支路电流相同，由欧姆定律可知变阻器R的电阻值等于L2的电阻值，故C错误；D．图乙中，闭合S2瞬间，由于L2的自感现象，L2中电流从零逐渐增大，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。故选B。7．D【解析】【详解】AB．闭合开关S的瞬间，穿过两个金属圆环的磁通量均增大，为阻碍磁通量的增大，铝环向左运动，铜环向右运动，AB错误；C．由于铜环和铝环的形状、大小相同，铜的电阻率较小，故铜环的电阻较小，两环对称地放在固定线圈两侧，闭合开关S瞬间，穿过两环的磁通量的变化率相同，两环产生的感应电动势相等，则铜环中的感应电流较大，故铜环受到的安培力较大，C错误；D．由右手螺旋定则可知，闭合开关S瞬间，穿过铜环的磁通量向左增大，由楞次定律知，从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向，D正确。故选D。8．A【解析】【详解】AB．A灯与线圈串联，B灯与定值电阻串联，闭合开关A灯逐渐变亮，B灯立即变亮，故A正确，B错误；CD．断开开关，两灯与线圈构成闭合回路，由于自感现象线圈中电流逐渐减小，所以两灯逐渐熄灭，故CD错误。故选A。9．D【解析】【详解】A.电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量,A错误；B.如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生的磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运动的制动力,B错误；C.线圈中电流越大，则产生的磁场越强，则转盘转动产生的涡流越强，则制动器对转盘的制动力越大，C错误；D.线圈电流一定时，导体运动的速度越大，转盘转动产生的涡流越强，制动力就越大,D正确。故选D。10．B【解析】【详解】自感系数表示线圈产生自感能力的物理量，常用L来表示。简称自感或电感。自感系数的单位是亨利，简称亨，符号是H。故选B。11．B【解析】【详解】穿过圆盘的磁通量不变，但是穿过圆盘局部面积的磁通量发生变化，发生了电磁感应现象，所以在圆盘上产生了涡流，真空冶炼炉和探雷器均是利用涡流工作的，故选项B正确，选项ACD均错误。故选B。12．B【解析】【详解】电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热，故B正确，ACD错误。故选B。13．AD【解析】【分析】【详解】A．电磁炉中的线圈通高频电流时，线圈中产生自感现象，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物，故A正确；B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，故B错误；C．精密线绕电阻常采用双线绕法，通入电流后，双线产生的磁场方向是相反的，所以会减弱通电时产生的磁场，这样，就能减小电流改变时引起的自感现象，达到维持电阻稳定的目的，故C错误；D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是有交流电通过的线圈产生迅速变化的磁场，磁场在金属物体内部能感生涡电流；涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，故D正确。故选AD。14．AD【解析】【分析】【详解】在电路甲中，设通过线圈L的电流为IL1，通过A及R的电流为IA1和IR1，同理，设电路乙中通过L、A、R的电流分别为IL2、IA2、IR2。当断开开关S时，线圈L相当于电源，产