人教版物理選修3-2 第4章第六節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練

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111 1．下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法正確的是(　　) A．自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反 C．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān) D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有加鐵芯時(shí)要大 解析：選ACD.自感現(xiàn)象是導(dǎo)體本身電流變化使得穿過線圈的磁通量變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，自感電動(dòng)勢(shì)與線圈的磁通量變化快慢有關(guān)，故A、C正確，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化，并不一定與原電流反向，B錯(cuò)誤． 2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是(　　) A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零 C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大 D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定 答案：D 圖4－6－14 3.如圖4－6－14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)斷開開關(guān)S的瞬間會(huì)有(　　) A．燈A立即熄滅 B．燈A慢慢熄滅 C．燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅 D．燈A突然閃亮一下再突然熄滅 解析：選A.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，但由于線圈L與燈A串聯(lián)，在S斷開后，不能形成閉合回路，因此燈A在開關(guān)斷開后，電源供給的電流為零，燈就立即熄滅． 圖4－6－15 4.如圖4－6－15所示，多匝線圈L的電阻和電池內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)電阻的阻值都是R，電鍵S原來是斷開的，電流I0＝，今合上電鍵S將一電阻短路，于是線圈有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，此電動(dòng)勢(shì)(　　) A．有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小到零 B．有阻礙電流的作用，最后電流總小于I0 C．有阻礙電流增大的作用，因而電流將保持I0不變 D．有阻礙電流增大的作用，但電流最后還是增大到2I0 解析：選D.電鍵S由斷開到閉合瞬間，回路中的電流要增大，因而在L上要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)．根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙引起它的電流的變化，這就是說由于電流增加引起的自感電動(dòng)勢(shì)，要阻礙原電流的增加．而阻礙不是阻止，電流仍要增大，而達(dá)到穩(wěn)定后其電流為2I0，故選項(xiàng)D正確． 圖4－6－16 5．(2011年長郡高二檢測(cè))如圖4－6－16所示，電路中L為一自感線圈，兩支路直流電阻相等，則(　　) A．閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù) B．閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù) C．閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù) D．?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù) 解析：選B.閉合開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生與電流反向的自感電動(dòng)勢(shì)起到阻礙作用，所以電流表A2的示數(shù)小于電流表A1的示數(shù)．?dāng)嚅_開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生與原電流同向的自感電動(dòng)勢(shì)，并與R組成臨時(shí)回路，電流表A1與電流表A2示數(shù)相等．只有B項(xiàng)正確． 一、選擇題 1．(2011年皖中三校高二檢測(cè))一個(gè)線圈中的電流均勻增大，這個(gè)線圈的(　　) A．磁通量均勻增大 B．自感系數(shù)均勻增大 C．自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)均勻增大 D．自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)、磁通量都不變 解析：選A .電流均勻增大時(shí)，線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，所以磁通量均勻增大，而自感電動(dòng)勢(shì)取決于磁通量的變化率，所以自感電動(dòng)勢(shì)不變；自感系數(shù)取決于線圈本身的因素，也保持不變，只有選項(xiàng)A正確． 圖4－6－17 2．在制作精密電阻時(shí)，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖4－6－17所示．其道理是(　　) A．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)相互抵消 B．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消 C．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消 D．以上說法都不對(duì) 解析：選C.由于采用雙線并繞的方法，當(dāng)電流通過時(shí)，兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的，不管電流怎樣變化，任何時(shí)刻兩股導(dǎo)線中的電流總是等大反向的，所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的，故總磁通量等于零，在該線圈中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此消除了自感，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，只有C正確． 圖4－6－18 3.如圖4－6－18為日光燈電路，關(guān)于該電路，以下說法中正確的是(　　) A．啟動(dòng)過程中，啟動(dòng)器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時(shí)高電壓 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(dòng)器是導(dǎo)通的 D．圖中的電源可以是交流電源，也可以是直流電源 解析：選AB.日光燈是高壓啟動(dòng)，低壓工作的．啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)器斷開，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用，而此時(shí)啟動(dòng)器是斷開的；鎮(zhèn)流器只對(duì)交流電起作用，由此可知，A、B正確． 圖4－6－19 4．如圖4－6－19所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)，A是一燈泡，下列說法正確的是(　　) A．開關(guān)S接通瞬間，無電流通過燈泡 B．開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無電流通過燈泡 C．開關(guān)S斷開瞬間，無電流通過燈泡 D．開關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡中均有從a到b的電流，而在開關(guān)S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流 解析：選B.開關(guān)S接通瞬間，燈泡中的電流從a到b，線圈由于自感作用，通過它的電流逐漸增加．開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線圈對(duì)電流無阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無電流通過．開關(guān)S斷開的瞬間，由于線圈的自感作用，線圈中原有向右的電流將逐漸減小，該電流從燈泡中形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流． 圖4－6－20 5.圖4－6－20中L是一只有鐵芯的線圈，它的電阻不計(jì)，E表示直流電源的電動(dòng)勢(shì)．先將S接通，穩(wěn)定后再將S斷開．若將L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)記為EL，則在接通和斷開S的兩個(gè)瞬間，以下說法正確的是(　　) A．兩個(gè)瞬間EL都為零 B．兩個(gè)瞬間EL的方向都與E相反 C．接通瞬間EL的方向與E相反 D．?dāng)嚅_瞬間EL的方向與E相同 答案：CD 圖4－6－21 6．(2011年武漢高二檢測(cè))如圖4－6－21所示的電路中，電鍵S閉合且電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，流過燈泡A和線圈L的電流分別為I1和I2，在電鍵S切斷的瞬間，為使小燈泡能比原來更亮一些，然后逐漸熄滅，應(yīng)(　　) A．必須使I2＞I1 B．與I1、I2大小無關(guān)，但必須使線圈自感系數(shù)L足夠大 C．自感系數(shù)L越大，切斷時(shí)間越短，則I2也越大 D．不論自感系數(shù)L多大，電鍵S切斷瞬間I2只能減小，不會(huì)增大 解析：選AD.電鍵S斷開后，線圈L與燈泡A構(gòu)成回路，線圈中由于自感電動(dòng)勢(shì)作用電流由I2逐漸減小，燈泡由于與線圈構(gòu)成回路，燈泡中電流由I1變?yōu)镮2然后逐漸減小，所以要想小燈泡能比原來更亮一些，應(yīng)有I2＞I1，所以A、D項(xiàng)正確． 圖4－6－22 7．(2010年高考北京卷)在如圖4－6－22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)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開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L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t的變化的圖象是(　　) 圖4－6－23 解析：選B.閉合開關(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，說明RL＝R.若t′時(shí)刻再閉合S，流過電感線圈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，流過燈泡L2的電流i2立即達(dá)到電流I，故C、D錯(cuò)誤． 圖4－6－24 8．(2011年錦州高二檢測(cè))如圖4－6－24所示電路中，自感系數(shù)較大的線圈L的直流電阻不計(jì)，下列操作中能使電容器C的A板帶正電的是(　　) A．S閉合的瞬間 B．S斷開的瞬間 C．S閉合電路穩(wěn)定后 D．S閉合、向左移動(dòng)變阻器觸頭 解析：選B.S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，線圈兩端沒有電勢(shì)差，電容器兩板不帶電；S閉合瞬間，若向左移動(dòng)變阻器觸頭時(shí)，電流增大，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)方向與電流方向相反，使B板帶正電；S斷開的瞬間，電流減小，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的方向與電流方向相同，使A板帶正電，B項(xiàng)正確． 9．在生產(chǎn)實(shí)際中，有些高壓直流電路中含有自感系數(shù)很大的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧，危及操作人員的人身安全．為了避免電弧的產(chǎn)生，可在線圈處并聯(lián)一個(gè)元件，在下列設(shè)計(jì)的方案中(如圖4－6－25所示)可行的是(　　) 圖4－6－25 解析：選D.斷開開關(guān)S，A圖中由于電容器被充電，開關(guān)S處仍將產(chǎn)生電弧；B、C圖中閉合開關(guān)時(shí)，電路發(fā)生短路；而D圖是利用二極管的單向?qū)щ娦允咕€圈短路可避免開關(guān)處電弧的產(chǎn)生，故D正確． 圖4－6－26 10.如圖4－6－26所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一電壓表，用來測(cè)量自感線圈的直流電壓．在測(cè)量完畢后，將電路拆除時(shí)應(yīng)(　　) A．先斷開S2 B．先斷開S1 C．先拆除電流表 D．先拆除電阻R 解析：選B.只有先斷開S1，才能切斷線圈L和電壓表所組成的自感回路，防止由于自感電流太大而把電壓表燒壞． 二、非選擇題 圖4－6－27 11．兩平行金屬直導(dǎo)軌水平置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌所在平面與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌右端接兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡及一直流電阻可以不計(jì)的自感線圈．如圖4－6－27所示，當(dāng)金屬棒ab正在直導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡L1比燈泡L2更亮一些．試分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況．(導(dǎo)軌及金屬棒電阻不計(jì)) 解析：L2與L1、自感線圈并聯(lián)，兩支路電壓相等，而L1較亮，說明L1上的電壓大于支路電壓，可以判定線圈中存在自感電動(dòng)勢(shì)，且方向與電流方向相同，所以回路中電流正在減小，即ab正在做減速運(yùn)動(dòng)． 答案：向右減速 圖4－6－28 12．(思維拓展題)如圖4－6－28所示的電路中，已知E＝20 V，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，L是純電感線圈，電源內(nèi)阻不計(jì)，則當(dāng)S閉合電路穩(wěn)定時(shí)a、b間的電壓為多少？在斷開S的的瞬間，a、b間的電壓為多少？ 解析：S閉合電路穩(wěn)定時(shí)，L相當(dāng)于無阻導(dǎo)線，電阻R1和R2并聯(lián)．流過R1和R2的電流分別為I1和I2，則I1＝＝ A＝1 A，I2＝＝ A＝2 A．流過L的電流為2 A．由于L的直流電阻為零，故a、b間的電壓為零． 斷開S的瞬間，流過L的電流仍然為2 A，且從a向b.L和R1、R2構(gòu)成閉合回路，電感線圈相當(dāng)于電源，向R1、R2供電，且保證流過R1、R2的電流也仍是2 A，a、b間的電壓也就等于R1、R2兩電阻上的電壓降之和，即有Uba＝I2(R1＋R2)＝2(20＋10) V＝60 V. 答案：零　60 V 111