高中鲁科版 (2019)第2章 电磁感应及其应用第3节 自感现象与涡流习题

2.3自感现象与涡流基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻与灯泡的电阻R满足，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

B．灯泡逐渐熄灭

C．灯泡有闪亮现象

D．只有在时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象

2．自感系数的单位是（　　）

A．F B．Wb C．T D．H

3．如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，P、Q是两个完全相同的灯泡，灯泡始终在正常工作范围内．则（　　）

A．S接通瞬间，P、Q同时亮

B．S接通瞬间，P先亮、Q后亮

C．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭

D．S断开瞬间，P、Q两灯立即熄灭

4．法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象（　　）

A．电磁炉 B．回旋加速器 C．示波管 D．指南针

5．如图所示的电路，电感线圈的电阻不计，电阻，开关S闭合，电路达到稳定时通过电阻、的电流分别为和，则断开开关S的瞬间，

A．通过电阻电流是自a向b

B．通过电阻的电流大于

C．通过电阻的电流小于通过电阻的电流

D．通过电阻的电流大于通过电阻的电流

6．在如图所示的电路中，为两个完全相同的灯泡，为自感系数很大的线圈、为定值电阻，假设电源的内阻和线圈的直流电阻可忽略不计．下列说法正确的是

A．闭合开关的瞬间，灯泡同时亮

B．闭合开关，待稳定后，灯泡比灯泡亮

C．闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，灯泡中的电流大小不同

D．闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，灯泡中的电流方向为从右向左

7．如图所示的电路中，a，b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　）

A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭

B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭

C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭

D．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭

8．如图所示电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（　　）

A．S接通时，A2先达到最亮，稳定后A1与A2亮度相同

B．电路稳定后断开S时，A2先熄灭，A1闪亮后熄灭

C．S接通时，A1先达到最亮，稳定后A1与A2亮度相同

D．电路稳定后断开S时，A1闪亮后与A2一起熄灭

9．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）

A．S闭合的瞬间，A灯立即发光，B灯缓慢变亮

B．S闭合稳定后，A灯和B灯的亮度相同

C．S断开的瞬间，A灯和B灯都不会立即熄灭

D．S断开的瞬间，B灯会闪亮一下再缓慢熄灭

10．如图所示，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关，关于三盏灯泡，下列说法正确的是

A．合上开关，c先亮，a、b后亮

B．合上开关，a、b立刻一样亮

C．断开开关，c马上熄灭，a、b一起缓慢熄灭

D．断开开关，b会先闪亮一下再熄灭

11．研究自感现象的实验电路如图所示，线圈自感系数L很大，直流电阻与定值电阻R的阻值相等，灯泡a、b完全相同。闭合开关S，电路稳定后两灯正常发光，则（　　）

A．闭合开关，a、b两灯同时亮 B．闭合开关，a灯先亮，b灯后亮

C．断开开关，a、b两灯同时逐渐熄灭 D．断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭

12．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．俯视看线圈中通有逆时针方向的电流 B．穿过铝框的磁通量减少

C．俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流 D．使用铝框做线圈骨架会使电流的测量值偏小

13．如图所示，一金属小球用一根绝缘细线挂在固定点O处，将小球从匀强磁场区域外静止释放，磁感线的方向垂直纸面向里，空气阻力不计。则（　　）

A．小球的运动过程中，摆角会越来越小，直到摆角小到某一值后不再减小

B．小球的运动到最低点时速度最大，产生的感应电流最大

C．小球在摆动过程中机械能守恒

D．小球开始的摆动后，最终将停止在竖直线OO′

14．随着电动汽车的大量普及，汽车无线充电受到越来越多的关注。无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是（　　）

A．无线充电技术与变压器的工作原理相同

B．为了保护受电线圈不受损坏，可在车底加装一个金属护板

C．只有将供电线圈接到直流电源上，才能对蓄电池进行充电

D．当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全重合）时，将不能进行无线充电

15．某光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为，其一部分处在一个沿水平方向的匀强磁场中，直线是磁场的上边界（如图中的虚线所示），一个质量为m的小金属块（可视为质点）从抛物线上处以初速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，a、b、m、v均采用国际单位制单位，重力加速度为g，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热的总量是（　　）

A．mgb B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．如图所示为生产中常用的一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线圈A和B、线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量_____（选填“减小”、“增大”），从而在线圈_____（选填“A”、“B”）中产生感应电流，此感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，这样就使铁芯中的磁场减弱得_____（选填“快”、“慢”）些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作．

17．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A、B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度_______（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度_____________（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间，B灯_______（填“立即”或“逐渐”）熄灭。

18．如图所示，电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，当S闭合后A灯的亮度变化情况是_________，S闭合足够长时间后再断开，B灯__________．

19．磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是________（填“防止”或“利用”）涡流而设计的，起________（填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）的作用。

三、综合题（共4题）

20．按照图连接电路．

（1）开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？

（2）利用已学知识解释该现象。

21．自感电动势的大小与哪些因素有关？自感系数与哪些因素有关？

22．如图所示，a．b灯分别标有“36V  40W”和“36V　25W”，闭合电键，调节R，能使a．b都正常发光断开电键后重做实验，电键闭合后看到的现象是什么？稳定后哪只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？

23．如图所示，用导线制造精密电阻时，往往采用双线绕法。用这种绕法制造的线圈能使自感现象减弱到可忽略不计的程度。请解释这是为什么。

参考答案：

1．B

2．D

3．B

4．A

5．B

6．D

7．C

8．B

9．D

10．C

11．C

12．C

13．A

14．A

15．D

16．     减小     B     慢

17．     大于     等于     立即

18．     先亮后逐渐熄灭     逐渐熄灭

19．     利用     电磁阻尼

20．

（1）灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．

（2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．

21．

根据公式

E＝L

可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关。自感系数与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关。

22．电键闭合后看到的现象是b立刻变亮，a逐渐变亮；稳定后a灯比较亮．再断开电键，将看到a逐渐熄灭；同时b灯将闪亮一下后再逐渐熄灭．

23．由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺旋管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，可使线圈的自感现象减弱到可忽略不计的程度；