《2017_2018学年高中物理4.6互感和自感课下作业含解析新人教版选修3_22017072819.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017_2018学年高中物理4.6互感和自感课下作业含解析新人教版选修3_22017072819.wps（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、互感和自感 1在空间某处存在一变化的磁场，则下列说法中正确的是( ) A在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流 B在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流 C磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场 D磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场 解析：由感应电流产生的条件可知，只有穿过闭合线圈的磁通量发生改变，线圈内才能产 生感应电流，如果闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故 A 错误，B 正 确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感生电场的产生与变化的磁场周围有无闭合线圈无关，故 C 错误，D 正确。 答案：BD 2.某线圈通有如图 1 所示的电流
2、，则线圈中自感电动势改变方向 的时 刻有( ) A第 1 s 末 B第 2 s 末 C第 3 s 末 D第 4 s 末 图 1 解析：在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时， 自感电动势与原电流方向相反。在图像中 01 s 时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的 方向是正方向，在 12 s 时间内原电流为负方向且增加，所以自感电动势与其负方向相反，即 沿正方向；同理分析 23 s、34 s 时间内可得正确答案为 B、D。 答案：BD 3.在如图 2 所示的电路中，L 为电阻很小的线圈，G1和 G2为零刻度在 表盘中央的两相同的电流表。当开关 S 闭合时，电流
3、表 G1、G2的指针都偏 向右方，那么当断开开关 S 时，将出现的现象是( ) AG1和 G2指针都立即回到零点 BG1指针立即回到零点，而 G2指针缓慢地回到零点 图 2 CG1指针缓慢地回到零点，而 G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 DG2指针缓慢地回到零点，而 G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 解析：根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右时， 电流表指针应向左偏。当开关 S 断开的瞬间，G1中原电流立即消失，而对于 G2所在支路，由于 线圈 L 的自感作用，阻碍电流不能立即消失，自感电流沿 L、G2、G1的方向在由它们组成的闭 合回路中
4、继续维持一段时间，即 G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，此时 G1中的电流 和原电流方向相反，变为自左向右，且与 G2中的电流同时缓慢减为零，故选项 D 正确。 1 答案：D 4.如图3 是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯 泡 的 电阻 R 满足 RLR，则在开关 S 由闭合到断开的瞬间，可以观察到 ( ) A灯泡立即熄灭 图 3 B灯泡逐渐熄灭 C灯泡有明显的闪亮现象 D只有在 RLR 时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象 解 析：S 闭合，电路稳定时，由于 RLR，ILIR，S 断开瞬时，流过线圈的电流 IL 要减小， 在 L 上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯泡
5、原来的电流 IR 随着开关断开变为零，而灯 泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流 IL 通过灯泡，由于 ILIR，因此灯开始有些明显闪亮， C 正确，A、B 错。若 RLR 时 ILIR，不会有明显的闪亮现象，D 错。 答案：C 5.在如图 4 所示的电路中，两个相同的小灯泡 L1和 L2分 别串联一个带铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 R。闭合开 关 S 后，调整 R，使 L1和 L2发光的亮度一样，此时流过两个灯 泡的电流均为 I。然后，断开 S。若 t时刻再闭合 S，则 在 t 前后的一小段时间内图，5 正确反映流过L1的电流i1流、 过L2的电 流i2随时间t变化的图像是( ) 图
6、 4 图 5 解析：由题中给出的电路可知，电路由 L 与 L1和 L2与 R 两个支路并联，在 t时刻，L1支 路的电流因为有 L 的自感作用，所以 i1由 0 逐渐增大，L2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增 大的过程，所以选项 B 正确。 答案：B 6.如 图 6 所示，A、B 是两个相同的小灯泡，电阻均为 R，R0 是电阻 箱 ， L是自感系数较大的线圈。当S 闭合调节R0的阻值使电路稳定时， A 、B 亮度相同。则在开关 S 断开时，下列说法中正确的是( ) AB 灯立即熄灭 图 6 2 BA 灯一定将比原来更亮一些后再熄灭 C若 R0R，则 A 灯立即熄灭 D有电流通过 A 灯，方向
7、为 ba 解析：开关 S 闭合时，两灯泡亮度相同，说明 A、L 并联电路与 B、R0并联电路电阻相等， 故线圈 L 的电阻等于 R0。开关 S 断开时，由于线圈自感及线圈 L 与灯泡 A 构成回路，流经线圈 L 的电流由原大小和方向开始在此回路中逐渐减小，只有当 R0R 时，才有 ILIA，灯 A 将比 原来更亮一些后再熄灭，所以灯 A 是否闪亮一下不能确定，但流经灯泡 A 的电流方向为 ba，D 对 B、C 错；由于灯泡 B 与 R0并联，在开关断开时电流立即为 0，B 灯立即熄灭，A 项正确。 答案：AD 7.如图 7 所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，线圈的自感 系数很大，线
8、圈的直流电阻 RL 与灯泡的电阻 R 满足 RLR。在 t0 时刻闭 合开关 S，经过一段时间后，在 tt1时刻断开 S。下列表示通过灯泡的 电流随时间变化的图像中，正确的是( ) 图 7 解析：S 闭合瞬间，由于线圈的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍 电流的增大， 线圈中此时的电流几乎为零，而灯泡中有电流通过，随时间的推移，线圈对电流 的阻碍作用减弱，线圈中的电流不断增大，流过电源的电流也在增大，路端电压不断减小，故 通过灯泡的电流不断减小；当稳定时，由于 RLR，故线圈中的电流大于灯泡中的电流；当 S 断 开后，线圈相当于电源对灯泡供电，回路中的电流将在稳定时通过线圈电流
9、的基础上不断减小， 通过灯泡中的电流方向与 S 断开前方向相反，D 正确。 答案：D 8.在如图 9 所示的电路中，自感线圈的电阻值为 0，开关 S1原来 是闭合的，电路已达到稳定。则下列操作与对应的描述正确的是( ) A闭合 S2时，流经电阻 R2的电流方向为 ab B断开 S1时，流经电阻 R2的电流方向为 ab C先闭合 S2，待电路稳定后，再断开 S2 时，有电流流过 R2 图 9 D电路稳定时，流经 R2的电流方向为 ab 3 解析：由于自感线圈的电阻值为 0，电路稳定时线圈两端电压为 0，即与之并联的电阻 R2 两端电压为 0，流经 R2的电流为 0，D 错；闭合 S2时，回路总电
10、阻减小，电流增大，由于 L 的 自感，使 a 端电势高于 b 端，流经电阻 R2的电流方向为 ab，A 正确；而断开 S1时，b 端电势 高于 a 端，流经电阻 R2的电流方向为 ba，B 错；先闭合 S2，待电路稳定后，再断开 S2时， 回路总电阻增大，电流减小，线圈产生自感电动势，R2两端电压不为 0(b 高 a 低)，有电流流 过 R2，C 正确。 答案：AC 9如图 10所示是一种触电保护器，变压器 A 处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈， 然后接到用电器上，B 处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器 J 切断 电源，下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。
11、 图 10 (1)增加开灯的盏数，能否切断电源？ (2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？ (3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？ 解析：(1)不能。 因 A 处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但 A 中两线中电 流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B 中磁通量不发生改变，故不能推动 J 切断电源。 (2)不能。理由同(1)。 (3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使 A 中两导线中电流不再大小相等，B 中磁通量 发生改变，B 中产生感应电流，从而推动 J 切断电源。 答案：见解析 10如图 11 所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，
12、用电流传感器显示各时刻 通过线圈 L 的电流。电路中电灯的电阻 R16.0 ，定值电阻 R2.0 ，A、B 间的电压 U 6.0 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t11.0103 s 时刻断开开关 S，该时刻前 后电流传感器显示的电流 I 随时间 t 变化的图线如图乙所示。 图 11 4 (1)求出线圈 L 的电阻 RL； (2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？ (3)在 t21.6103 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？ 解析：(1)由题图可知，开关 S 闭合电路稳定时流过线圈 L 的电流 I01.5 A U 由欧姆定律得 I0 RLR U 解得 RL R2.0 I0 (2)断开开关后，线圈 L、电阻 R 和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流 方向向左。 (3)由题图可知，t21.6103 s 时刻线圈 L 中的电流 I0.3 A，此时线圈 L 相当于电 源，由闭合电路欧姆定律得 EI(RLRR1)0.3(2.02.06.0) V3.0 V。 答案：(1)2.0 (2)电灯中的电流方向向左 (3)3.0 V 5