鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流课后复习题

2.3自感现象与涡流基础训练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．如图所示，一毛同学用多用电表的欧姆挡测量一个线圈的电阻，以判断它是否断路．为方便测量，同桌的二毛同学用双手分别握住线圈裸露的两端，一毛用两表笔与线圈两端接触，读出阻值，再将表笔与线圈断开．在测量的过程中，二毛在某瞬间感到有强烈的电击感，对此现象，下列说法正确的是（    ）

A．线圈没有断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感

B．线圈没有断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感

C．线圈一定断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感

D．线圈一定断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感

2．车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（　　）

A．速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动

B．在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化

C．速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动

D．速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的

3．如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是（　　）

A．开关闭合瞬间A、B两灯一起亮

B．稳定后A灯比B灯亮

C．开关断开瞬间A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下

D．开关断开后两灯缓缓熄灭

4．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一个铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中以圆盘中心的竖直线为转轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（　　）

A．圆盘被磁针的磁场磁化后带有了磁性，没有产生感应电流

B．磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量没有发生变化，圆盘内没有产生感应电流

C．圆盘中电荷随圆盘一起运动形成了电流，这个电流产生的磁场导致磁针转动

D．圆盘转动过程中，在圆盘内产生了感应电流，这个电流产生的磁场导致磁针转动

5．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图。炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食。因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。以下说法正确的是（　　）

A．最好使用铝锅或铜锅

B．最好使用平底不锈钢锅或铁锅

C．最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅

D．在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热

6．关于线圈的自感系数大小的下列说法中正确的是（    ）

A．通过线圈的电流越大，自感系数越大

B．线圈中的电流变化越快，自感系数越大

C．插有铁芯时线圈的自感系数会比它没有插入铁芯时大

D．线圈的自感系数与电流的大小，电流变化的快慢，是否有铁芯等都无关

7．图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动旋钮拉线可以改变磁铁与飞轮间的距离．下列说法正确的有（　　）

A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力

B．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小

C．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小

D．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越弱

8．如图所示的电路中，、是完全相同的灯泡，线圈的自感系数较大，它的电阻与定值电阻相等。下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关时，先亮、后亮，最后它们一样亮

B．闭合开关后，、始终一样亮

C．断开开关时，、都要过一会才熄灭

D．断开开关时，立刻熄灭、过一会才熄灭

9．电磁驱动是21世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。多国科学家都致力于此项研究。据2015年央广新闻报道，美国国家航空航天局NASA在真空成功试验了电磁驱动引擎，如果得以应用。该技术将在未来的星际旅行中派上大用场。在日常生活中，比如摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。如图所示，是磁性式转速表及其原理图，关于磁性式转速的电磁驱动原理，下列说法正确的是（　　）

A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动

B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力面转动

C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反

D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的

10．如图是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路图，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压。在测量完毕后，拆除实验电路时应（　　）

A．先断开S1 B．先断开S2

C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R

11．如图所示的电路中，a、b为两盏完全相同的灯，L是自感线圈，线圈的直流电阻值跟灯的电阻值相等。则下列说法正确的是（　　）

A．合上开关后，a、b两灯同时亮起来，最后一样亮

B．合上开关后，a灯先亮起来，b灯后亮

C．断开开关后，b灯逐渐熄灭，没有出现闪亮一下的现象

D．断开开关后，a灯马上熄灭，b灯先闪亮一下，然后逐渐熄灭

12．如图，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感线圈，自感系数很大，电阻可以忽略，则以下说法正确的是（　　）

A．当K闭合时，A灯先亮，B灯后亮

B．当K闭合时，B灯先亮

C．当K闭合时，A、B灯同时亮，随后B灯更亮，A灯熄灭

D．当K闭合时，A、B灯同时亮，随后A灯更亮，B灯亮度不变

13．如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡；L是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　）

A．闭合S时，两灯同时正常发光

B．闭合S时，B比A先达到正常发光状态

C．断开S时，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭

D．断开S时，B灯先闪亮一下后逐渐熄灭

14．如图为演示自感现象的实验电路，为相同的灯泡，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　）

A．接通开关S，灯立即变亮

B．接通开关S，灯逐渐变亮，立即变亮

C．断开开关S，灯逐渐熄灭

D．断开开关S，灯逐渐熄灭，闪一下逐渐熄灭

15．下图所示，闭合小金属球从高h处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说法正确的是（　　）

A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h

B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度大于h

二、填空题（共4题）

16．磁场的能量

（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。

（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。

（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。

17．手机是利用_______传送信号的；电磁炉是利用________加热的；医院里常用的CT检查是利用_________来成像的．

18．人造卫星绕地球运行时，轨道各处的地磁场的强弱并不相同，因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。在卫星关闭发动机的运动过程中卫星的机械能转化为______，运动轨道距离地面的距离会________（变大、变小、保持不变）。

19．在研究自感现象时，自感系数较大的线圈一般都有直流电阻，某同学利用如图a所示的电路采用伏安法测定线圈的直流电阻，在实验测量完毕后，将电路拆去时应（______）

A．先断开开关S1 B．先断开开关S2 C．先拆去电流表    D．先拆去电源

三、综合题（共4题）

20．如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为E=6V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′=100V，求此时a、b两点间的电势差。

21．举例说明电磁感应现象的其他应用及其对现代社会的影响。

22．在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。

（1）当闭合开关S时，和两个灯泡的亮度将如何变化？

（2）当断开开关S时，和两个灯泡的亮度又将如何变化？

23．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？

参考答案

1．A

2．C

3．D

4．D

5．B

6．C

7．A

8．C

9．B

10．B

11．C

12．C

13．B

14．C

15．B

16．磁场    磁场    磁场    电流变化   

17．电磁波；    涡流；    X射线   

18．电能    变小   

19．B

20．-106V

21．

现代电力的源头――发电机

电磁感应现象最重要的一个应用是制造发电机，其基本原理是：闭合电路的一部分绕成线圈，然后在磁场中转动切割磁感线，产生感应电流，上课时用到的手摇发电机就能清楚演示这样的发电过程。

厨房中的新型灶具――电磁炉

电磁炉是利用电磁感应现象将电能转换为内能的厨房电器，在电磁炉内部，由整流电路将频率较低的交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成高频电流(即高速变化的电流)，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场。当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的材料)底部时，金属体内会产生无数的小涡流(感应电流)，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西，电磁炉与其他炉具比较，优点很多。

会场上的要员――动圈式话筒

动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声源对着话筒发声时，声波使其中的金属膜片振动，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动(做切割磁感线运动)，就产生了感应电流(电信号)，感应电流的大小和方向都在变化，变化的振幅和频率由声源发出的声波决定。然后这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音来。

升降电压的功臣――变压器

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置：主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，当初级线圈中通有交流电流时。由于交流电的大小、方向在不断改变，所以铁芯中便产生变化的磁场，这个变化的磁场通过次级线圈时会产生感应电流(电路闭合时)，事实上，当电路断开时，虽然没有感应电流，但在电路两端会有感应电压，由于次级线圈与初级线圈匝数不同，感应电压U1和U2大小也不同，变压器就是通过这样的方法来改变电压的。

22．（1）S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，此时线圈相当于断路，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不计，则以后L1熄灭，L2变亮。
（2）S断开瞬时，L2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以L1亮一下再慢慢熄灭。

23．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．