2022高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 課時提升作業(yè)五 4.6 互感和自感 新人教版選修3-2一、選擇題(本題共4小題,每小題8分,共32分)1.(2018·揭陽高二檢測)關(guān)于線圈中自感電動勢的大小的說法中正確的是()A.電感一定時,電流變化越大,自感電動勢越大B.電感一定時,電流變化越快,自感電動勢越大C.通過線圈的電流為零的瞬間,自感電動勢為零D.通過線圈的電流為最大值的瞬間,自感電動勢最大【解析】選B。自感電動勢由自感系數(shù)L和電流變化快慢共同決定:E=L,故A、C、D錯誤,B正確。2.如圖所示,A、B是兩盞完全相同的白熾燈,L是電阻不計的電感線圈,如果斷開開關(guān)S1,接通S2,A、B兩燈都能同樣發(fā)光。若最初S1是接通的,S2是斷開的,那么下列所述中不正確的是()A.剛接通S2,A燈就立即亮,B燈延遲一段時間才亮B.剛接通S2時,線圈L中的電流為零C.接通S2以后,A燈變亮,B燈由亮變暗D.接通S2,電路穩(wěn)定后再斷開S2時,A燈立即熄滅,B燈先亮一下,然后熄滅【解析】選A。接通S2,電源就開始給電路供電,電感線圈L會發(fā)生通電自感現(xiàn)象,使通過線圈的電流由零逐漸增大,但自感現(xiàn)象不會影響到兩燈泡的發(fā)亮,所以燈泡A、B會同時變亮,選項A錯誤,B正確;待電路穩(wěn)定后,由于線圈的電阻不計,B燈相當于與一段導(dǎo)線并聯(lián),被短路,所以B燈將會熄滅,電源只給A燈供電,A燈將變得更亮,選項C正確;在斷開S2時,A燈與電路斷開,將立即熄滅,而B燈與電感線圈構(gòu)成閉合電路,由于線圈的自感現(xiàn)象,B燈會先亮一下后再熄滅,選項D正確。3.如圖所示,測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路拆除時應(yīng)()A.先斷開S2B.先斷開S1C.先拆除電流表D.先拆除電阻R【解析】選B。只要不斷開S1,線圈L與電壓表就會組成閉合回路,在斷開S2時,線圈L會因此產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流的方向與原來方向相同。這時流過電壓表的電流方向與原來電流方向相反,電壓表中的指針將反向轉(zhuǎn)動,損壞電壓表,所以必須先拆下電壓表,即斷開S1?！狙a償訓(xùn)練】如圖所示,兩個電阻均為R,L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略,S原來斷開,電路中電流I0=?，F(xiàn)將S閉合,于是電路中產(chǎn)生自感電動勢,此自感電動勢的作用是 ()A.使電路的電流減小,最后由I0減到零B.有阻礙電流增大的作用,最后電流小于 I0C.有阻礙電流增大的作用,因而電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用,但電流還是增大,最后變?yōu)?I0【解析】選D。開關(guān)閉合時,一個電阻被短路,電路總電阻由2R減小到R,電路中的總電流將由I0增大到2I0。如果電路中沒有線圈,開關(guān)閉合后電流由I0增大到2I0的過程所經(jīng)歷的時間很短。當電路中有多匝線圈時,閉合S后,在電流增大的過程中,穿過線圈的磁通量在變化(增大),線圈中要發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增大,感應(yīng)電動勢的方向與電路中原來的電流方向相反,電路中的電流由I0增大到2I0的過程所花的時間要延長;線圈的匝數(shù)越多,繞得越密,過程持續(xù)的時間越長,最終電流增大到2I0。故正確選項為D?！究偨Y(jié)提升】線圈的自感作用在電路中的表現(xiàn)(1)開關(guān)閉合時,線圈自感電動勢與電源電動勢方向相反,若自感系數(shù)足夠大,瞬間可以認為斷路,隨即變緩直至消失。(2)在開關(guān)斷開時,電感線圈的自感電動勢要阻礙原電流的減小,此時電感線圈在電路中相當于一個電源,表現(xiàn)為兩個方面:一是自感電動勢所對應(yīng)的電流方向與原電流方向一致;二是在斷電瞬間,自感電動勢所對應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等,以后電流開始緩慢減小到零,斷開開關(guān)后,燈泡是否瞬間變得更亮,取決于當初兩支路中電流大小的關(guān)系。(3)當電路中有電感L時,若電路中的電流發(fā)生變化,電感L的作用總是阻礙電流的變化。當電路穩(wěn)定時,電感L相當于一段導(dǎo)體。若電感L中有直流電阻,則相當于電阻;若無直流電阻,則它相當于一根短路導(dǎo)線。4.(2018·棗莊高二檢測)在如圖所示的電路中,兩個相同的小燈泡A1和A2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使A1和A2發(fā)光的亮度一樣,此時流過兩個燈泡的電流均為I。然后,斷開S。若t時刻再閉合S,則在t前后的一小段時間內(nèi),正確反映流過A1的電流i1、流過A2的電流i2隨時間t變化的圖象是圖中的()【解析】選B。由題中給出的電路可知,電路由L與A1和A2與R兩個支路并聯(lián),在t時刻,A1支路的電流因為有L的自感作用,所以i1由0逐漸增大,A2支路為純電阻電路,i2不存在逐漸增大的過程,所以選項B正確。二、填空題(18分)5.如圖為某一同學(xué)“研究自感現(xiàn)象”的實驗電路圖,A、B是相同的兩小燈。L是一個帶鐵芯的線圈,電阻可忽略。調(diào)節(jié)R,電路穩(wěn)定時兩燈都正常發(fā)光,則在開關(guān)斷開時,A燈將_,B燈將_。(均選填 “立即熄滅”“逐漸熄滅”或“閃亮一下后再熄滅”)。 【解析】開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后,線圈L相當于一段導(dǎo)體,A、B兩小燈并聯(lián),兩燈都正常發(fā)光,則在開關(guān)斷開時,A、B兩小燈與L形成一個閉合電路,由于線圈L的自感作用,電流逐漸減小,所以,A、B兩燈都將逐漸熄滅。答案:逐漸熄滅逐漸熄滅【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1.在如圖所示的電路中,兩個相同的電流表G1和G2的零點均在刻度盤中央,當電流從“+”接線柱流入時,指針向左擺;當電流從“-”接線柱流入時,指針向右擺。在電路接通后再斷開開關(guān)S的瞬間,下列說法中正確的是()A.G1指針向右擺,G2指針向左擺B.G1指針向左擺,G2指針向右擺C.兩表指針都向右擺D.兩表指針都向左擺【解析】選B。當開關(guān)S閉合時,流經(jīng)電感線圈L的電流方向自左向右。當斷開開關(guān)S的瞬間,通過線圈L的電流將變小,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流方向與原電流方向相同,也將是自左向右流,以阻礙原電流減小的變化。這樣在由L、G2、R及G1組成的閉合電路中,感應(yīng)電流將從G2的負接線柱流入,因而G2的指針向右偏;感應(yīng)電流將從G1的正接線柱流入,因而G1的指針向左偏。2.(2018·廊坊高二檢測)如圖所示,設(shè)電源的電動勢E=10 V,內(nèi)阻不計,L與R的電阻均為5 ,兩燈泡的電阻均為Rs=10 。 (1)求斷開S的瞬間,燈泡L1兩端的電壓。(2)畫出斷開S前后一段時間內(nèi)通過L1的電流隨時間的變化規(guī)律?！窘馕觥?1)電路穩(wěn)定工作時,由于a、b兩點的電勢相等,導(dǎo)線ab上無電流流過。因此通過L的電流為IL= A=1 A。流過L1的電流為Is= A=0.5 A。斷開S的瞬間,由于線圈要維持IL不變,而與L1組成閉合回路,因此通過L1的最大電流為1 A。所以此時L1兩端的電壓為U=ILRs=10 V(正常工作時為5 V)。(2)斷開S前,流過L1的電流為0.5 A不變,且設(shè)為正方向,而斷開S的瞬間,通過L1的電流突變?yōu)? A,且方向也發(fā)生變化,然后漸漸減小到零,所以它的圖象如圖所示(t0為斷開S的時刻)。(注意:從t0開始,電流持續(xù)的時間實際上一般是很短的)答案:(1)10 V(2)見解析