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2019-2020年高中物理 第2章第3節(jié)自感現(xiàn)象的應(yīng)用檢測(cè)試題 魯科版選修3-2 1.(xx東北師大附中高二期末)一個(gè)稱為“千人震”的趣味物理小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是用一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V的新干電池、幾根導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和一個(gè)用于日光燈上的鎮(zhèn)流器(自感線圈)．幾位做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)手拉手連成一排，另一位同學(xué)將電池、鎮(zhèn)流器、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線將它們和首、尾兩位同學(xué)的手相連，如圖所示，在開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)時(shí)就會(huì)使連成一排的同學(xué)都有觸電感覺(jué)，則(　　) A．該實(shí)驗(yàn)的原理是鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象 B．該實(shí)驗(yàn)的原理是1.5 V的電壓讓人感到觸電 C．人有觸電感覺(jué)是在開(kāi)關(guān)閉合的瞬間 D．在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間和斷開(kāi)后比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)人都會(huì)有觸電感覺(jué) 解析：選A.開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)時(shí)，鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)．開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，人兩端電壓為1.5 V，電流太小，人不會(huì)有觸電的感覺(jué)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相同，且鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大，人會(huì)有觸電感覺(jué)．所以只有A正確． 2.在如圖所示的電路中，兩個(gè)相同的電流表G1和G2的零點(diǎn)在刻度盤中央．當(dāng)電流從“＋”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；當(dāng)電流從“－”接線柱流入時(shí)，指針向左擺．在電路接通且穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，下述說(shuō)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．兩表的指針都向右擺 D．兩表的指針都向左擺 解析：選A.由題意可知，電流表指針擺動(dòng)方向與流經(jīng)電流表電流方向相同，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)由于L的自感作用，流過(guò)G1的電流方向不變，大小逐漸減小，所以G1指針向右擺，又由于G1、G2與L組成新的閉合回路，G2中電流從“－”入、從“＋”出，所以G2指針向左擺，A對(duì)，B、C、D錯(cuò)． 3.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開(kāi)S，下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(　　) 解析：選B.開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，由于線圈的自感阻礙作用，可看做電阻，線圈電阻逐漸減小，并聯(lián)電路電阻逐漸減小，路端電壓UAB逐漸減??；開(kāi)關(guān)閉合后再斷開(kāi)時(shí)，線圈的感應(yīng)電流與原電流方向相同，形成回路，燈泡中的電流方向與原來(lái)相反，并逐漸減小到零，路端電壓UAB逐漸減小到零，UAB為負(fù)值．A圖象開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，UAB增大，不符合題意，錯(cuò)誤；B圖象電壓UAB的變化規(guī)律符合題意，正確；C圖象的電壓UAB先增大后減小，且方向不變，錯(cuò)誤；D圖象在兩過(guò)程中電壓UAB始終為正，不正確． 4.在如圖所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開(kāi)關(guān)．關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．合上開(kāi)關(guān)，a先亮，b后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅 B．合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a先熄滅，b后熄滅 C．合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅 D．合上開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，b先熄滅，a后熄滅 解析：選C.由于L是自感線圈，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S時(shí)，自感線圈L將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的流過(guò)，故有b燈先亮，而a燈后亮．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，a、b組成回路，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減弱，由此可知，a、b同時(shí)熄滅，故選項(xiàng)C正確． 5.如圖所示，自感線圈的自感系數(shù)很大，直流電阻為零，開(kāi)關(guān)S原來(lái)是合上的，在S斷開(kāi)后： (1)若電阻R1>R2，燈泡明暗情況如何變化？ (2)若電阻R1R2，即I1I2，所以小燈泡開(kāi)始時(shí)比原來(lái)更亮，再逐漸變暗，直至熄滅． 答案：(1)小燈泡熄滅前不會(huì)比原來(lái)變得更亮，逐漸變暗到熄滅． (2)小燈泡開(kāi)始時(shí)比原來(lái)更亮，再逐漸變暗，直至熄滅． 一、選擇題 1.關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．線圈中電流變化量越大，線圈的自感系數(shù)越大 B．線圈中電流變化越快，線圈的自感系數(shù)越大 C．若線圈中通入恒定電流，線圈的自感系數(shù)為零 D．不管電流如何變化，線圈的自感系數(shù)不變 解析：選D.線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的因素決定的，與線圈是否通電，以及所通電流的變化情況無(wú)關(guān)． 2.關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．自感現(xiàn)象是線圈自身的電流變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．自感電動(dòng)勢(shì)總是阻止原電流的變化 C．自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是與原電流方向相反 D．自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是與原電流方向相同 解析：選A.根據(jù)自感的定義，A正確，B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C、D把阻礙電流變化理解成阻礙電流了，其實(shí)自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向可以相同，也可以相反．根據(jù)阻礙含義，若原電流增大，自感電動(dòng)勢(shì)就阻礙增大，與原電流方向相反；若原電流減小，自感電動(dòng)勢(shì)就阻礙減小，與原電流方向相同，故C、D錯(cuò)． 3.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電路中電流越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大 B．電路中電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大 C．線圈中電流均勻增大，線圈的自感系數(shù)也均勻增大 D．線圈中電流為零時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)不一定為零 解析：選BD.自感系數(shù)L跟線圈中的電流無(wú)關(guān)，是由線圈本身的性質(zhì)決定的，而自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流變化的快慢有關(guān)，故B、D正確． 4.(xx福鼎中學(xué)高二期末)如下圖所示的四個(gè)日光燈的接線圖中，S1為啟動(dòng)器，S2、S3為電鍵，L為鎮(zhèn)流器，不能使日光燈正常發(fā)光的是(　　) 解析：選B.日光燈工作時(shí)，電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、燈絲、電源和啟動(dòng)器形成回路，使啟動(dòng)器發(fā)出輝光，相當(dāng)于啟動(dòng)器短路接通，同時(shí)電流加熱燈絲，燈絲發(fā)射電子，鎮(zhèn)流器起控制加熱電流的作用；之后啟動(dòng)器斷開(kāi)瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，出現(xiàn)一個(gè)高電壓加在燈管兩端，燈管中的氣體導(dǎo)電、發(fā)光，此時(shí)啟動(dòng)器已無(wú)作用．所以啟動(dòng)器可用手動(dòng)的開(kāi)關(guān)來(lái)代替(實(shí)際操作時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)器丟失或損壞時(shí)，可手持帶絕緣皮的導(dǎo)線短接啟動(dòng)器然后再斷開(kāi))，所以A、C、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤． 5.如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開(kāi)電路的瞬間會(huì)有(　　) A．燈泡立刻熄滅 B．燈泡慢慢熄滅 C．閃亮一下后再慢慢熄滅 D．閃亮一下后突然熄滅 解析：選A.當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，由于通過(guò)線圈的電流從有到零，線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，但由于線圈與燈泡不能構(gòu)成閉合回路，因此燈泡立刻熄滅． 6.如圖所示電路，A1、A2均為零刻度在中央的電流表．L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻．兩條支路的直流電阻相等．那么在接通和斷開(kāi)電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是(　　) A．接通時(shí)I1I2 B．接通時(shí)I2I2，斷開(kāi)時(shí)I1I2；斷開(kāi)時(shí)，由于L的自感作用，在L、R組成的臨時(shí)回路中，I1＝I2，B對(duì)． 7.(xx射陽(yáng)中學(xué)高二期末)如圖所示，電流表A和電壓表V均為理想電表，電壓表量程為20 V，電流表量程為15 A，線圈的自感系數(shù)足夠大，不計(jì)線圈直流電阻及電源內(nèi)阻，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，電阻R＝1 Ω，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．合上S瞬間，電壓表讀數(shù)最大，其值為12 V B．電路穩(wěn)定后，電流表讀數(shù)最大，其值為12 A C．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表和電壓表的示數(shù)都立即減為0 D．在斷開(kāi)S時(shí)，為了避免不必要的損失，應(yīng)在斷開(kāi)前將電壓表取下，并將S放入耐高壓的絕緣油中 解析：選ABD.合上開(kāi)關(guān)S瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，流過(guò)線圈的電流為零，即線圈處相當(dāng)于斷路，電壓表讀數(shù)為12 V；電流穩(wěn)定后，線圈兩端電壓為零，電壓表讀數(shù)為零，A、B正確．?dāng)嚅_(kāi)瞬間，電流表讀數(shù)瞬間為零，但線圈與電壓表構(gòu)成回路，線圈由于產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，所以電壓表仍有讀數(shù)，C錯(cuò)誤．?dāng)嚅_(kāi)S時(shí)，由于線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大，為保護(hù)電壓表，應(yīng)先將電壓表取下，為避免S出現(xiàn)電火花，應(yīng)將S放入絕緣油中，D正確． 8.如圖所示，閉合電路中的螺線管可自由伸縮，螺線管有一定的長(zhǎng)度，這時(shí)燈泡具有一定的亮度，若將一軟鐵棒從螺線管左邊插入螺線管時(shí)，則將看到(　　) A．燈泡變暗　　　　　　 B．燈泡變亮 C．螺線管縮短 D．螺線管長(zhǎng)度不變 解析：選A.軟鐵棒迅速插入的過(guò)程中，穿過(guò)螺線管的磁通量增加，螺線管產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙磁通量的增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與原電動(dòng)勢(shì)方向相反，所以，電路中的總電動(dòng)勢(shì)減小，造成電流減小，故有燈泡變暗和螺線管伸長(zhǎng)的現(xiàn)象發(fā)生．選項(xiàng)A正確． 如圖所示，a、b、c為三個(gè)相同的燈泡，額定電壓稍大于電源的電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻可以忽略．L是一個(gè)本身電阻可忽略的電感線圈．開(kāi)關(guān)S閉合．現(xiàn)突然斷開(kāi)，已知在這一過(guò)程中燈泡都不會(huì)燒壞，則下列關(guān)于c燈的說(shuō)法中正確的是(　　) A．亮度保持不變 B．將閃亮一下，而后逐漸熄滅 C．將閃亮一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度 D．將變暗一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度 解析：選C.S斷開(kāi)前，L把a(bǔ)燈短路，加在c燈兩端電壓為電源電壓，流過(guò)c燈電流是流過(guò)L電流的一半．當(dāng)S斷開(kāi)的瞬間，L上的電流要減小，L上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，所以開(kāi)始時(shí)，通過(guò)c的電流是原來(lái)的2倍，比原來(lái)亮得多，隨后電流逐漸減小，達(dá)到穩(wěn)定后，c兩端的電壓又等于電源電壓，所以亮度跟原來(lái)的一樣，C正確． 在如圖所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開(kāi)S.若t′時(shí)刻再閉合S，則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過(guò)L1的電流i1、流過(guò)L2的電流i2隨時(shí)間t的變化的圖象是(　　) 解析：選B.閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)整R，使兩個(gè)燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣，電流為I，說(shuō)明RL＝R.若t′時(shí)刻再閉合S，流過(guò)電感線圈L和燈泡L1的電流迅速增大，使電感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了流過(guò)L1的電流i1增大，直至達(dá)到電流為I，故A錯(cuò)誤，B正確；而對(duì)于t′時(shí)刻再閉合S，流過(guò)燈泡L2的電流i2立即達(dá)到電流為I，故C、D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 在圖所示電路中，L為一自感線圈，如果開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電流從最大值減小到零的時(shí)間為0.05 s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為180 V，可使氖管發(fā)光；如果電流在0.03 s內(nèi)減小到零，則氖管兩端可得到多大電壓？ 解析：由線圈自感電動(dòng)勢(shì)的大小公式E＝L得： E1＝L，E2＝L 解方程組得：E2＝E1＝180 V＝300 V. 答案：300 V 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻不計(jì)，A1和A2是兩個(gè)相同的小燈泡，都標(biāo)有“6 V，0.3 A”，L是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻與R相同，均為20 Ω.試分析：在開(kāi)關(guān)S接通和斷開(kāi)瞬間，通過(guò)燈泡A1和A2的電流大小及兩燈亮度的變化． 解析：(1)開(kāi)關(guān)S接通瞬間，A1、A2同時(shí)亮，IA1＝IA2＋I(xiàn)R，RA1＝RA2＝20 Ω，IA1＝0.2 A，IA2＝0.1 A，所以A1比A2亮．穩(wěn)定后IA1＝IA2＝0.15 A，A1、A2亮度相同． (2)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，IA1＝0.15 A，IA2＝0，即A2立即熄滅，A1的電流由0.15 A逐漸減小到零，所以A1后熄滅． 答案：S接通瞬間，A1、A2同時(shí)亮，IA1＝2IA2＝0.2 A，A1比A2亮 S斷開(kāi)瞬間，IA1＝0.15 A，IA2＝0，A2立即熄滅，A1逐漸熄滅