高中物理第四章电磁感应6互感和自感课时训练

互感和自感题组一自感现象1.下列单位换算正确的是()A.1亨=1欧·秒B.1亨=1伏·安/秒C.1伏=1韦/秒D.1伏=1亨·安/秒解析:由E=L可知1伏=1亨·安/秒,选项D正确。

答案:D2.在制作精密电阻时,为消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是()A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消D.以上说法均不正确解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,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,在线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感现象,选项C正确。

答案:C题组二通电自感3.(多选题)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。

R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大的线圈。

开关S 原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是()A.I1开始较大而后逐渐变小B.I1开始很小而后逐渐变大C.I2开始很小而后逐渐变大D.I2开始较大而后逐渐变小解析:闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大;闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故选项A、C正确。

答案:AC4.如图所示的电路,L为自感线圈,R是一个灯泡,E是电源。

当S闭合瞬间,通过灯泡R的电流方向是。

当S断开瞬间,通过灯泡的电流方向是。

解析:当S闭合时,流经R的电流是A→B。

当S断开瞬间,由于电源提供给R及线圈的电流立即消失,因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小,所以电流流经R时的方向是B→A。

答案:A→B B→A题组三断电自感5.电视机的电源输入端装有电源滤波器,其电路图如图所示,元件L1、L2是两个电感线圈,它们的自感系数很大,F是保险丝,R是压敏电阻(正常情况下阻值很大,但电压超过设定值时,阻值会迅速变小,可以保护与其并联的元件),C1、C2是电容器,S为电视机开关,在电视机正常工作时,若在没有断开开关S时,就拔去电源插头,则以下说法正确的是()A.F可能被熔断B.F一定被熔断C.C1可能被损坏D.C2可能被损坏解析:先拔去电源插头,保险丝不形成回路,不会熔断。

开关S未断开,由于自感作用,L中电流不会突变,在R两端产生高电压,R阻值迅速变小,C1两端电压迅速变小,C1不会被损坏,高电压都加在C2上,C2可能被损坏,选项D正确。

答案:D6.如图是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆除时应()A.先断开S2B.先断开S1C.先拆除电流表D.先拆除电阻R解析:如果不断开S1,线圈L与电压表就会组成闭合回路,在断开S2时,线圈L会产生感应电流,电流的方向与原来方向相同。

这时流过电压表的电流方向与原来电流方向相反,电压表中的指针将反向转动,损坏电压表,所以必须先断开S1,再断开S2,选项B正确。

答案:B7.如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆。

在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是()A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆C.G1、G2表的指针都向左摆D.G1、G2表的指针都向右摆解析:电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原方向相同的自感电动势,与G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆,B项正确。

答案:B(建议用时:30分钟)1.关于线圈的自感系数,下列说法中正确的是()A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零C.线圈中电流变化越快,自感系数越大D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定解析:自感系数是线圈本身的固有属性,只决定于线圈大小、形状、圈数、有无铁芯等因素,而与电流变化快慢等外部因素无关。

自感电动势的大小与线圈自感系数及电流变化率有关,选项A、B、C错,选项D对。

答案:D2.在如图甲所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。

闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I。

然后,断开S。

若t'时刻再闭合S,则在t'前后的一小段时间内,图乙中正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()甲乙解析:由题中给出的电路可知,电路由L与L1和L2与R两个支路并联,在t'时刻,L1支路的电流因为有L的自感作用,所以i1由0逐渐增大,L2支路为纯电阻电路,i2不存在逐渐增大的过程,所以选项B正确。

答案:B3.(多选题)线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则()A.0~t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零解析:线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E∝。

根据图象分析:0~t1时间内的电流变化率小于t2~t3时间内的电流变化率,故选项A错误,选项C正确;t1~t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,故选项B错误,选项D正确。

答案:CD4.(多选题)如图所示,闭合电路中的螺线管可自由伸缩,螺线管有一定的长度,这时灯泡具有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管右边迅速插入螺线管内,则将看到()A.灯泡变暗B.灯泡变亮C.螺线管缩短D.螺线管伸长解析:通电螺线管周围存在磁场,软铁棒插入其中,软铁棒迅速被磁化引起螺线管磁通量的增加,产生感应电流引起灯泡变暗。

每匝线圈之间吸引力减小,螺线管伸长,选项A、D对,选项B、C错。

答案:AD5.如图(a),线圈ab,cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示。

已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()解析:由题图(b)可知,在0~0.5 s时间内U cd为定值,由法拉第电磁感应定律可知,线圈内磁通量变化率为定值,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则0~0.5 s时间内电流随时间变化率为定值,据此可排除A、B、D三项,只有C 项正确。

答案:C6.如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开的过程中,L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()A.S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即不亮,L1逐渐变亮B.S闭合,L1不亮,L2很亮;S断开,L1、L2立即不亮C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭解析:当S闭合,L的自感系数很大,对电流的阻碍作用较大,L1和L2串接后与电源相连,L1和L2同时亮,随着L中电流的增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1的电流逐渐减小为零,由于总电阻变小,总电流变大,L2的电流增大,L2灯变得更亮。

当S断开,L2中无电流,立即熄灭,而电感L将要阻碍本身的电流变化,L与L1组成闭合电路,L1灯要亮一下后再熄灭,综上所述,选项D正确。

答案:D7.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度,其值为。

式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数。

为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为S的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl,并测出拉力F,如图所示。

因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、S之间的关系为B=。

解析:在用力F将铁片P与磁铁拉开一段微小距离Δl的过程中,拉力F可认为不变,因此,F所做的功W=FΔl 以ω表示间隙中磁场的能量密度,则间隙中磁场的能量E=ωV=ωSΔl由题给条件得ω=,故E=SΔl因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,即W=E,故有FΔl=SΔl解得B=。

答案:8.如图所示,电路中A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器。

S刚闭合时,A,B;S闭合足够长时间后,B,而A。

解析:S刚闭合时,电容器C要通过A充电,并且充电电流越来越小,故A亮一下又逐渐变暗,最后A被L短路,所以A最后会熄灭。

而L对电流变化有阻碍作用,所以通过B的电流逐渐增大,故B逐渐变亮;S闭合足够长时间后,C中无电流,相当于断路,L相当于短路,所以B很亮,而A不亮。

答案:亮一下又逐渐变暗直至熄灭逐渐变亮很亮不亮。