互感和自感訓(xùn)練題(有答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)



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.線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反
C.線圈中自感電動勢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,自感電動勢與線圈的磁通量變化快慢有關(guān),故A、C正確,自感電動勢阻礙原電流的變化,并不一定與原電流反向,B錯誤.
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,自感電動勢一定越大
B.線圈中電流等于零時,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,由于通過自感線圈的電流從有變到零,線圈將產(chǎn)生自感電動勢,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,兩個電阻的阻值都是R,電鍵S原是斷開的,電流I0=E2R,今合上電鍵S將一電阻短路,于是線圈有自感電動勢產(chǎn)生,此電動勢(  )
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)生自感電動勢.根據(jù)楞次定律,自感電動勢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勢,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D正確.

圖4-6-16
5.(2011年長郡高二檢測)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,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,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,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,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,線圈中產(chǎn)生與電流反向的自感電動勢起到阻礙作用,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,線圈中產(chǎn)生與原電流同向的自感電動勢,并與R組成臨時回路,電流表A1與電流表A2示數(shù)相等.只有B項正確.

一、選擇題
1.(2011年皖中三校高二檢測)一個線圈中的電流均勻增大,這個線圈的(  )
A.磁通量均勻增大
B.自感系數(shù)均勻增大
C.自感系數(shù)、自感電動勢均勻增大
D.自感系數(shù)、自感電動勢、磁通量都不變
解析:選A .電流均勻增大時,線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,所以磁通量均勻增大,而自感電動勢取決于磁通量的變化率,所以自感電動勢不變;自感系數(shù)取決于線圈本身的因素,也保持不變,只有選項A正確.

圖4-6-17
2.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(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,兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消
B.當(dāng)電路中的電流變化時,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,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
解析:選C.由于采用雙線并繞的方法,當(dāng)電流通過時,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,在該線圈中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此消除了自感,選項A、B錯誤,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.啟動過程中,啟動器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時高電壓
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電壓
C.日光燈正常發(fā)光后啟動器是導(dǎo)通的
D.圖中的電可以是交流電,也可以是直流電
解析:選AB.日光燈是高壓啟動,低壓工作的.啟動時,啟動器斷開,鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時高壓,正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用,而此時啟動器是斷開的;鎮(zhèn)流器只對交流電起作用,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,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,純電感線圈對電流無阻礙作用,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,E表示直流電的電動勢.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)電動勢記為EL,則在接通和斷開S的兩個瞬間,以下說法正確的是(  )
A.兩個瞬間EL都為零
B.兩個瞬間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)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,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勢作用電流由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更亮一些,應(yīng)有I2>I1,所以A、D項正確.

圖4-6-22
7.(2010年高考北京卷)在如圖4-6-22所示的電路中,兩個相同的小燈泡L1和L2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L1和L2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L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間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,使兩個燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣,電流為I,說明RL=R.若t′時刻再閉合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)生自感電動勢,阻礙了流過L1的電流i1增大,直至達(dá)到電流為I,故A錯誤,B正確;而對于t′時刻再閉合S,流過燈泡L2的電流i2立即達(dá)到電流I,故C、D錯誤.

圖4-6-24
8.(2011年錦州高二檢測)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,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、向左移動變阻器觸頭
解析:選B.S閉合,電路穩(wěn)定時,線圈兩端沒有電勢差,電容器兩板不帶電;S閉合瞬間,若向左移動變阻器觸頭時,電流增大,線圈產(chǎn)生自感電動勢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)生自感電動勢的方向與電流方向相同,使A板帶正電,B項正確.
9.在生產(chǎn)實際中,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,線圈會產(chǎn)生很大的自感電動勢,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)一個元件,在下列設(shè)計的方案中(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,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)磁場中,導(dǎo)軌所在平面與磁場垂直,導(dǎo)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4-6-27所示,當(dāng)金屬棒ab正在直導(dǎo)軌上向右運動時,發(fā)現(xiàn)燈泡L1比燈泡L2更亮一些.試分析金屬棒的運動情況.(導(dǎo)軌及金屬棒電阻不計)
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勢,且方向與電流方向相同,所以回路中電流正在減小,即ab正在做減速運動.
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,電內(nèi)阻不計,則當(dāng)S閉合電路穩(wěn)定時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,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=ER1=2020 A=1 A,I2=ER2=2010 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,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



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