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課時分層作業(yè)(五) 自感 [基礎達標練] (時間：15分鐘　分值：50分) 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．(多選)關于線圈自感系數的說法，正確的是(　　) A．自感電動勢越大，自感系數也越大 B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數減小 C．把線圈匝數增加一些，自感系數變大 D．電感是自感系數的簡稱 BCD　[自感系數的大小是由線圈的匝數、材料、粗細、有無鐵芯等決定的，與電流大小、自感電動勢大小無關，匝數越多，自感系數越大，有鐵芯時，自感系數顯著增大，故A錯誤，B、C正確；同時，自感系數簡稱為電感，故D也正確．] 2．(多選)下列說法正確的是 (　　) A．當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢 B．當線圈中電流反向時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反 C．當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反 D．當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反 AC　[由法拉第電磁感應定律可知，當線圈中電流不變時，不產生自感電動勢，選項A正確；當線圈中電流反向時，相當于電流減小，由楞次定律可知，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同，選項B錯誤；當線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流增大，自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，選項C正確；當線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流的減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相同，選項D錯誤．] 3. (多選)如圖1616所示，閉合電路中的螺線管可自由伸縮，螺線管有一定的長度，燈泡具有一定的亮度．若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內，則將看到 (　　) 圖1616 A．燈泡變暗　　　　　 B．燈泡變亮 C．螺線管縮短 D．螺線管變長 AD　[當軟鐵棒插入螺線管中時，穿過螺線管的磁通量增加，故產生反向的自感電動勢，使總電流減小，燈泡變暗，每匝線圈間同向電流吸引力減小，螺線管變長，故A、D對．] 4.在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現象，采用雙線并繞法，如圖1617所示，其道理是(　　) 圖1617 A．當電路中的電流變化時，兩股導線中產生的自感電動勢互相抵消 B．當電路中的電流變化時，兩股導線中產生的感應電流互相抵消 C．因電流反向，兩股導線中產生的磁通量互相抵消，沒有磁通量的變化 D．以上說法均不對 C　[由于采用了雙線繞法，兩根平行導線中的電流反向， 它們的磁場相互抵消，不論導線中的電流如何變化，線圈中的磁通量始終為零，所以消除了自感現象的影響．] 5．(多選)如圖1618所示的電路中，燈泡A1、A2電阻相同，自感線圈L的電阻跟燈泡相差不大．先接通S，使電路達到穩(wěn)定，再斷開S.下列表示通過A1、A2的電流隨時間變化的關系圖像中正確的是(　　) 【導學號：24622035】 圖1618 A　　　　B　　　　　C　　　　D BD　[S接通時，流過線圈的電流發(fā)生變化，線圈中會產生自感電動勢，阻礙電流的變化，經過一段時間后，電路達到穩(wěn)定，自感作用消失，流過燈A1的電流如選項B所示；S接通且電路穩(wěn)定時，流過燈A2的電流大于流過燈A1的電流，方向是從左到右，當S斷開時，線圈L產生自感電動勢，并與燈A2組成回路，產生自感電流，使流過燈A2的電流反向，逐漸減小到零，選項D正確．] 6．(多選)如圖1619為日光燈電路，關于該電路，以下說法中正確的是(　　) 【導學號：24622036】 圖1619 A．啟動過程中，啟動器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產生瞬時高壓 B．日光燈正常發(fā)光后，鎮(zhèn)流器L使燈管兩端電壓低于電源電壓 C．日光燈正常發(fā)光后啟動器是導通的 D．圖中的電源可以是交流電源，也可以是直流電源 AB　[日光燈中鎮(zhèn)流器的作用是，當啟動器斷開的瞬間產生瞬時高壓，擊穿燈管中的稀薄氣體導電，而啟動后自感電動勢會使燈管兩端的電壓低于電源電壓，故A、B均正確；燈管導通后，啟動器斷開，日光燈只能用交流電源供電，故C、D均錯誤．] 二、非選擇題(14分) 7.兩平行金屬直導軌水平置于勻強磁場中，導軌所在平面與磁場垂直，導軌右端接兩個規(guī)格相同的小燈泡及一直流電阻可以不計的自感線圈．如圖1620所示，當金屬棒ab正在直導軌上向右運動時，發(fā)現燈泡L1比燈泡L2更亮一些．試分析金屬棒的運動情況．(導軌及金屬棒電阻不計) 圖1620 【解析】　L2與L1和自感線圈并聯，兩支路電壓相等，而L1較亮，說明L1上的電壓大于L2支路電壓，可以判定線圈中存在自感電動勢，且方向與回路電流方向相同，所以回路中電流正在減小，即ab正在做減速運動． 【答案】　見解析 [能力提升練] (時間：25分鐘　分值：50分) 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 1．在生產實際中，有些高壓直流電路含有自感系數很大的線圈，當電路中的開關S由閉合到斷開時，線圈會產生很高的自感電動勢，使開關S處產生電弧，危及操作人員的人身安全．為了避免電弧的產生，可在線圈處并聯一個元件，下列方案可行的是(　　) A　　　　B　　　　　　C　　　　　D D　[閉合S時，二極管處于反向截止狀態(tài)，不影響電路正常工作．斷開S時，由于自感現象，線圈跟二極管D組成閉合回路，此時二極管處于正向導通，可以避免電弧的產生，故D項正確．] 2．如圖1621所示是測定自感系數很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯一個電壓表，用來測自感線圈的直流電壓．在測量完畢后，將電路解體時應先(　　) 圖1621 A．斷開S1　　　 B．斷開S2 C．拆除電流表 D．拆除電阻R B　[當S1、S2均閉合時，電壓表與線圈L并聯；當S2閉合而S1斷開時，電壓表與線圈L串聯．所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會組成回路，在斷開干路時，L中產生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表指針反向轉動而可能損壞電壓表．正確答案為B.] 3．(多選)無線電力傳輸目前取得重大突破，在日本展出了一種非接觸式電源供應系統．這種系統基于電磁感應原理可無線傳輸電力．兩個感應線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖1622所示．下列說法正確的是(　　) 圖1622 A．若A線圈中輸入電流，B線圈中就會產生感應電動勢 B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產生感應電動勢 C．A中電流越大，B中感應電動勢越大 D．A中電流變化越快，B中感應電動勢越大 BD　[根據產生感應電動勢的條件，只有處于變化的磁場中，B線圈才能產生感應電動勢，A項錯誤，B項正確；根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢的大小取決于磁通量變化率，所以C項錯誤，D項正確．] 4.如圖1623所示的是自感現象的實驗裝置，A是燈泡，L是帶鐵芯的線圈，E為電源，S是開關．下述判斷正確的是(　　) 圖1623 A．S接通的瞬間，L產生自感電動勢，S接通后和斷開瞬間L不產生自感電動勢 B．S斷開的瞬間L產生自感電動勢，S接通瞬間和接通后L不產生自感電動勢 C．S在接通或斷開的瞬間L都產生自感電動勢，S接通后L不再產生自感電動勢 D．S在接通或斷開瞬間以及S接通后，L一直產生自感電動勢 C　[S斷開和接通瞬間，通過線圈的電流發(fā)生變化，產生感應電動勢，S接通后通過線圈的電流不再變化，沒有感應電動勢產生，故A、B、D錯誤，C正確．] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(13分)如圖1624甲所示為研究自感實驗的電路圖，并用電流傳感器顯示出在t＝110－3 s時斷開開關前后一段時間內各時刻通過線圈L的電流(如圖1624乙)．已知電源電動勢E＝6 V，內阻不計，燈泡R1的阻值為6 Ω，電阻R的阻值為2 Ω. 　甲　　　　　　　　　　　乙　　　　 圖1624 (1)線圈的直流電阻RL是多少？ (2)開關斷開時，該同學觀察到什么現象？ (3)計算開關斷開瞬間線圈產生的自感電動勢． 【解析】　(1)由圖像可知S閉合穩(wěn)定時IL＝1.5 A RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω 此時小燈泡的電流I1＝＝ A＝1 A. (2)S斷開后，L、R、R1組成閉合回路 電流由1.5 A逐漸減小，所以燈泡會閃亮一下再熄滅． (3)自感電動勢E＝IL(R＋RL＋R1)＝15 V. 【答案】　(1)2 Ω　(2)燈泡閃亮一下后逐漸變暗，最后熄滅　(3)15 V 6．(13分)如圖1625所示，電源的電動勢為E＝10 V，內阻不計，L與R的電阻值均為5 Ω，兩燈泡的電阻值均為RS＝10 Ω. 圖1625 (1)求斷開S的瞬間，燈泡L1兩端的電壓； (2)定性畫出斷開S前后一段時間內通過L1的電流隨時間的變化規(guī)律． 【解析】　(1)電路穩(wěn)定工作時，由于a、b兩點的電勢相等，導線ab上無電流通過．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，由于線圈要想維持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，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，所以它的圖像如答圖所示(t0為斷開S的時刻)． 注：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