高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流精练

2.3自感现象与涡流同步练习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．关于自感系数下列说法正确的是

A．自感电动势越大，自感系数越大

B．自感系数L由线圈自身的性质决定，与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关．

C．其它条件相同，线圈越细自感系数越大

D．其它条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数小

2．如图所示电路中，A、B为完全相同的两个灯泡，L是一直流电阻可忽略的电感线圈，a、b为线圈的左右两端点，下列说法正确的是

A．合上开关S，A先亮，B后亮，最后一样亮

B．断开开关S，a点电势高于b点，B灯缓慢熄灭

C．断开开关S，a点电势高于b点，B灯立即熄灭

D．断开开关S，a点电势低于b点，B灯缓慢熄灭

3．物理学上经常用物理学家的名字命名物理量的单位，以纪念他们做出的突出贡献。下列说法正确的是（　　）

A．用赫兹的名字命名频率的单位

B．用法拉第的名字命名电量的单位

C．用库伦的名字命名自感系数的单位

D．用奥斯特的名字命名磁通量的单位

4．如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光．若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列所述中不正确的是（             ）

A．刚接通S2，A灯就立即亮B灯延迟一段时间才亮

B．刚接通S2时线圈L中的电流为零

C．接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗

D．接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭

5．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则（　　）

A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭

B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭

C．电路接通稳定后，S断开时，C中电流方向不变

D．电路接通稳定后，S断开时，B灯立即熄灭

6．如图所示电路中电源的内阻不能忽略，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计．当电键K闭合时，下列说法正确的是（ ）

A．A比B先亮，然后A熄灭

B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

C．A、B一起亮，然后A熄灭

D．A、B一起亮．然后A逐渐变亮．B的亮度不变

7．下列实验或器件利用涡流的是（　　）

A．电磁感应实验 B．日光灯电路

C．直流电动机 D．电磁灶

8．如图所示的电路中,AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成,流过的电流为I1,CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，流过的电流为I2,已知AB支路稳定时电阻较小,CD支路电阻较大,若只考虑电流大小,则(   )

A．接通S的瞬间Il<I2断开S后I1>I2 B．接通S的瞬间I1<I2,断开S后I1=I2

C．接通S的瞬间I1=I2,断开S后Il<I2 D．接通S的瞬间I1>I2,断开S后I1=I2

9．在国际单位制中，下列是自感系数的单位是（     ）

A．库仑（C） B．安培（A） C．亨利   (H） D．特斯拉（T）

10．下列说法不符合物理学史的是（　　）

A．奥斯特发现了电流的磁效应

B．法拉第发现了电磁感应现象

C．牛顿解释了涡旋电场的产生原理

D．楞次找到了判断感应电流方向的方法

11．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，电阻R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是

A．A比B先亮，然后A熄灭

B．B比A先亮，然后A逐渐变亮

C．A、B一起亮，然后A熄灭

D．A、B一起亮，然后B熄灭

12．如图所示，电阻R的阻值和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是（　　）

A．当开关S闭合时，B比A先亮，然后A熄灭

B．当开关S闭合时，B比A先亮，然后B熄灭

C．当电路稳定后开关S断开时，A立刻熄灭，B逐渐熄灭

D．当电路稳定后开关S断开时，B立刻熄灭，A闪一下后再逐渐熄灭

13．如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有（　　）

A．S闭合的瞬间，a、b、c三灯一样亮

B．S闭合的瞬间，b灯最亮

C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭

D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗

14．如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中正确的是

A．当开关S闭合时，D2灯先亮，D1灯后亮

B．当开关S闭合时，D1灯先亮，D2灯后亮

C．当开关S闭合时，D2、D1灯同时亮，以后D2灯更亮，D1灯熄灭

D．当开关S闭合时，D2、D1灯同时亮，以后亮度不变

15．图示电路中，为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，灯泡的灯丝电阻R可视为不变，电感线圈的电阻为。下列说法正确的是（　　）

A．若，将开关S闭合稳定后再断开，则灯泡闪亮后熄灭

B．若，将开关S闭合稳定后再断开，则灯泡闪亮后熄灭

C．若，将开关S断开稳定后再闭合，则灯泡逐渐变亮后亮度不变

D．若，将开关S断开稳定后再闭合，则小灯泡一直不亮

二、填空题（共4题）

16．三个电学黑箱内分别是定值电阻、容器、电感线圈。为了确定电学黑箱内元件的种类，某同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将三个电学黑箱接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙所示则图甲、乙、丙对应的三个电学黑箱里分别是___________、___________、___________。

17．某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，观察到的现象为_______，开关S断开时，观察到的现象为_______。

A．灯泡L1比灯泡L2先达到最亮

B．灯泡L2比灯泡L1先达到最亮

C．灯泡L1比灯泡L2先暗

D．灯泡L2比灯泡L1先暗

18．在水平放置的光滑导轨上，沿着导轨方向固定一条形磁铁（如图所示）。现有四个滑块，分别由铜、铁、铝和有机玻璃制成，使它们从导轨上A点以一定的初速度向磁铁滑去，则作加速运动的是__________；作匀速运动的是____________；作减速运动的是________。

19．（1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）在图（乙）中，

①将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将___________（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；

②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将___________偏转；

③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将___________偏转；

④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将___________偏转。

（2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为___________，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了___________，减少铁心发热损失。

（3）如图2所示的交变电流的有效值I=___________A（其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）

三、综合题（共4题）

20．按照图连接电路。

（1）先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察并说明开关断开时灯泡的亮度。

（2）利用已学知识解释该现象。

21．涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈靠近导体，使导电构件中产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。参考如图所示的示意图，解释涡流探伤技术是如何发现导体中的缺陷的。

22．磁流体发电机是利用磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。请解释其工作原理。

23．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。

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．A

5．A

6．B

7．D

8．B

9．C

10．C

11．B

12．D

13．D

14．C

15．A

16．     电容器     电感线圈     定值电阻

17．     A     D

18．     铁     有机玻璃     铜和铝

19．     向右     不发生     向右     向左     涡流     减少涡流    

20．（1）灯泡逐渐熄灭；

（2）开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡不是马上熄灭，而是慢慢熄灭．

21．

金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。

22．

等离子束进入匀强磁场后，受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，极板间形成电场，稳定后，后续离子在洛伦兹力和电场力的作用下平衡，有：

d为极板间距，v为等离子体的速度，解得极板间电动势为

U=Bdv

故A板相当于电源的负极，B板相当于电源的正极，所以通过电流计电流的方向为从下向上。

23．-106V