2024-2025学年高中物理课时作业5自感现象及其应用含解析粤教版选修3-2

PAGE6-课时分层作业(五)(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]选择题(本题共8小题，每小题6分)1．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是()A．线圈中电流改变越大，线圈自感系数越大B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的改变量C．一个线圈的电流匀称增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D．自感电动势总与原电流方向相反C[线圈的自感系数L只由线圈本身的因素确定，选项A错误；自感电动势与电流的改变率有关，与ΔI无干脆关系，选项B错误，C正确；E自方向在电流增大时与原电流方向相反，在电流减小时与原电流方向相同，选项D错误．]2.在制造精密电阻时，为消退电阻运用过程中由于电流改变而引起的自感现象，实行了双线绕法，如图所示，其道理是()A．当电路中电流改变时，两股导线中产生的自感电动势相互抵消B．当电路中电流改变时，两股导线中产生的感应电流相互抵消C．当电路中电流改变时，两股导线中产生的磁通量相互抵消D．以上说法均不正确C[由于采纳双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样改变，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消退了自感，选项A、B、D错误，只有选项C正确．]3．下列关于日光灯的说法中正确的是()A．日光灯是常用的照明灯具之一，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)B．灯管内气体的击穿电压和正常工作电压都是220VC．灯管发光是由于管内的气体被加热到炙热状态，发出的光D．让日光灯正常工作，必需始终给其供应比220V高许多的电压A[日光灯比白炽灯发光效率高，属于节能的灯具，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的eq\f(1,5)～eq\f(1,3)，故选项A正确．灯管启动电压高于220V、正常工作电压低于220V，选项B、D错误．灯管发光是因为灯管两端炙热的灯丝释放出大量电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在内壁的荧光物质在紫外线的照耀下发出可见光，选项C错误．]4.(多选)如图所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，LA是一灯泡，下列说法正确的是()A．开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡B．开关S闭合后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流BD[开关S闭合瞬间，灯泡中的电流从a到b，A错误；线圈由于自感作用，通过它的电流渐渐增加，开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过，B正确；开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将渐渐减小，线圈与灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流，C错误，D正确．]5.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t改变的图象中，正确的是()ABCDB[S闭合时，由于自感L的作用，线圈电阻很大，经过一段时间电流稳定时，L电阻不计，可见电路的外电阻是从大变小的过程．由U外＝eq\f(R外,R外＋r)E可知U外也是从大变小的过程．t1时刻断开S，由于自感，在L、R、D构成的回路中电流从B向A且中间流过D，所以t1时刻UAB反向，B正确．]6．(多选)在如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻．两条支路的直流电阻相等．那么在接通和断开开关的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系错误的是()A．接通时I1<I2，断开时I1>I2B．接通时I1<I2，断开时I1＝I2C．接通时I1>I2，断开时I1<I2D．接通时I1＝I2，断开时I1<I2ACD[当开关接通瞬间，R中电流马上增大到正常值I2.而线圈中的电流从零起先增大，产生的自感电动势阻碍电流的增大，则电流I1只能渐渐增大，故I1<I2.断开开关瞬间，线圈产生的自感电流流过线圈和电阻R，两者串联，电流相同，I1＝I2.故选项B正确，选项A、C、D错误．]7．如图所示，电源电动势为E，其内阻r不行忽视，L1、L2是完全相同的灯泡；线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C.下列说法正确的是()A．刚接通开关S的瞬间，L1马上亮，L2渐渐变亮B．合上开关S，电路稳定后，灯泡L1、L2的亮度相同C．电路稳定后在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右D．电路稳定后在断开S的瞬间，通过灯泡L2的电流为零C[闭合开关瞬间L相当于断路，L1和L2串联接入电路，都有电流，可知两个灯泡同时变亮，故A错误；稳定后L相当于一段导线，L1中无电流，L2中有电流，二者的亮度不同．故B错误；断开瞬间，L相当于电源，与L1组成回路，L1中电流方向向右，故C正确；电容器和L2组成回路，断开瞬间电容器有一短暂的放电电流，L2中电流不为0，故D错误．]8．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是()A．合上开关后，c先亮，a、b后亮B．断开开关时，N点电势高于M点C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关后，c立刻熄灭，b闪一下后缓慢熄灭B[开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，磁能量增大，产生自感电动势，依据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流渐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；合上开关后，因线圈中电流渐渐稳定，断开开关S的瞬间，由自感现象的特性可知：L和a、b组成的回路中有电流，电流的方向与L中原来电流的方向相同，方向为：L→N→b→M→a→L，可知N点电势高于M点．故B正确；合上开关后，线圈中电流渐渐稳定，则相当于阻值为RL的电阻，所以b比a亮一些；断开开关S的瞬间，由自感现象的特性可知：L和a、b组成的回路中有电流，导致a、b一起缓慢熄灭；而c没有电流，立刻熄灭。由于原来b比a亮，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以b灯不会闪亮，故C错误，D错误．][实力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1.(多选)如图所示，电流表A和电压表V均为志向电表，电压表量程为20V，电流表量程为15A，线圈的自感系数足够大，不计线圈直流电阻及电源内阻，电源电动势为12V，电阻R＝1Ω，则下列说法中正确的是()A．合上S瞬间，电压表读数最大，其值为12VB．电路稳定后，电流表读数最大，其值为12AC．断开S瞬间，电流表和电压表的示数都马上减为0D．在断开S时，为了避开不必要的损失，应在断开前将电压表取下，并将S放入耐高压的绝缘油中ABD[合上开关S瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，流过线圈的电流为零，即线圈处相当于断路，电压表读数为12V；电流稳定后，线圈两端电压为零，电压表读数为零，电流表读数为12A，A、B正确．断开S瞬间，电流表读数瞬间为零，但线圈与电压表构成回路，线圈由于产生自感电动势，所以电压表仍有读数，C错误．断开S时，由于线圈产生的自感电动势较大，为爱护电压表，应先将电压表取下，为避开S出现电火花，应将S放入绝缘油中，D正确．]2．(多选)如图所示电路中，自感系数较大的线圈L的直流电阻不计，下列操作中不能使电容器C的A板带正电的是()A．S闭合的瞬间B．S断开的瞬间C．S闭合电路稳定后D．S闭合、向左移动变阻器触头ACD[S闭合，电路稳定时，线圈两端没有电势差，电容器两板不带电；S闭合瞬间，或向左移动变阻器触头时，电流增大，线圈产生自感电动势方向与电流方向相反，使B板带正电；S断开的瞬间，电流减小，线圈产生自感电动势的方向与电流方向相同，使A板带正电．]3．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3，线圈L的电阻和电源的内阻可忽视，D为志向二极管．开关K从闭合稳定状态突然断开时，下列推断正确的是()A．L2渐渐变暗B．L1先变亮，然后渐渐变暗C．L3先变亮，然后渐渐变暗D．L3马上熄灭C[闭合开关时，因为R1<R2<R3，所以通过灯泡L1的电流大于通过L3的电流，断开开关，原来通过L2和L3的电流马上消逝，通过L1的电流由于线圈对电流的改变有阻碍作用，阻碍电流的改变，且与L2、L3构成回路，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过L2，则L2马上熄灭，由于起先通过L1的电流大于通过L3的电流，所以L3先变亮然后渐渐变暗．L1渐渐变暗．故A、B、D不正确，C正确．]4．如图所示，某小组利用电流传感器(接入电脑，图中未画出)记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的改变状况，i1表示小灯泡中的电流，i2表示自感元件中的电流(已知开关S闭合时i2>i1)，则下列图象中正确的是()ABCDC[开关断开后，A与L组成闭合自感回路；产生的感应电流阻碍自身电流改变，仍沿着原来方向，大小渐渐减小；所以开关断开后，L的电流方向不变，而A的电流方向与起先时是相反的，故C正确，A、B、D错误．]二、非选择题(本题共2小题，共28分)5．(14分)两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂直，导轨右端接两个规格相同的小灯泡及始终流电阻可以不计的自感线圈．如图，当金属棒ab正在直导轨上向右运动时，发觉灯泡L1比灯泡L2更亮一些．试分析金属棒的运动状况．(导轨及金属棒电阻不计)[解析]L2与L1、自感线圈并联，两支路电压相等，而L1较亮，说明L1上的电压大于L2支路电压，可以判定线圈中存在自感电动势，且方向与回路电流方向相同，所以回路中电流正在减小，即ab正在做减速运动．[答案]见解析6．(14分)如图甲所示为探讨自感试验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙所示)．已知电源电动势E＝6V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6Ω，电阻R的阻值为2Ω.求：甲乙(1)线圈的直流电阻RL的值是多少？(2)开关断开时，该同学视察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感