高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 自感当堂达标检测题

第二章分层作业15　自感

A级 必备知识基础练

1.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取双线绕法,如图所示,其中的道理是(　　)

A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消

C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消

D.以上说法均不对

2.(2023云南师大附中高二开学考试)如图所示,D1、D2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,下列说法正确的是(　　)

A.闭合开关S后一小段时间内,D1会逐渐变亮

B.闭合开关S稳定后,D1、D2亮度相同

C.断开开关S的瞬间,D1会闪亮一下再熄灭

D.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点低

3.(2023河北邯郸第三中学高二期末)如图所示,电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈,原来开关S是闭合的,三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开,则下列判断正确的是(　　)

A.M点电势高于N点,A灯闪亮后缓慢熄灭

B.N点电势高于M点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭

C.M点电势高于N点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭

D.N点电势高于M点,B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭

4.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(　　)

图1

图2

A.图1中,A1与L1的阻值相同

B.图1中,闭合开关S1,灯A1逐渐变亮

C.图2中,变阻器R与L2的阻值相同

D.图2中,断开S2瞬间,灯A3突然闪亮

5.(2023江苏南通高二期末)演示自感现象的实验电路图如图所示,线圈的自感系数较大,且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等,灯A1、A2完全相同,下列判断正确的是(　　)

A.闭合开关S,灯A1、A2立即变亮

B.闭合开关S,灯A1逐渐变亮,灯A2立即变亮

C.电路工作稳定后断开开关S,灯A1、A2同时闪亮一下后逐渐熄灭

D.电路工作稳定后断开开关S,灯A1逐渐熄灭,灯A2立即熄灭

B级 关键能力提升练

6.(2023重庆一中高二期末)如图所示电路,电源电动势为 E,线圈自感系数为 L,电路中的总电阻为 R。闭合开关S,电路中电流 I 遵循规律 E-RI=L,其I-t图像可能正确的是(　　)

7.如图所示,A、B是相同的灯泡,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器,下列说法正确的是(　　)

A.图甲中,闭合开关S时,A、B两灯立刻达到相同的亮度

B.图甲中,闭合开关S足够长时间后再断开,A、B两灯逐渐变暗,同时熄灭

C.图乙中,闭合开关S足够长时间后,A灯发光,B灯不发光

D.图乙中,闭合开关S足够长时间后再断开,流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零

8.在如图所示的电路中,A、B、C为三个完全相同的灯泡,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。关于三个灯泡,下列说法正确的是              (　　)

A.闭合开关,C、B先亮,A后亮

B.闭合开关一会儿后,A、B、C一样亮

C.断开开关,B、C同时熄灭,A缓慢熄灭

D.断开开关,C马上熄灭,B闪一下后和A一起缓慢熄灭

9.(多选)(2023北京期末)为演示断电自感现象,用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后,电路中两支路的电流分别为I1和I2。断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系如图乙所示。断开开关后(　　)

A.自感线圈所在支路的电流如曲线a所示

B.自感线圈所在支路的电流如曲线b所示

C.小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭

D.小灯泡逐渐变暗直至熄灭

10.(多选)如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和线圈L1、L2与直流电源连接,线圈的电阻忽略不计,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有(　　)

A.a先变亮,然后逐渐熄灭

B.b先变亮,然后逐渐熄灭

C.c先变亮,然后逐渐熄灭

D.b、c逐渐熄灭

参考答案

分层作业15　自感

1.C　解析 由于采用了双线绕法,两股导线中的电流反向,它们产生的磁场方向相反,磁通量相互抵消,不论导线中的电流如何变化,线圈中的磁通量始终为0,所以消除了自感现象的影响。故C正确。

2.C　解析 闭合开关S后,线圈自感只是阻碍流过L的电流增大,但两灯立刻变亮,故A错误;闭合开关S稳定后,因线圈L的直流电阻不计,所以D1被短路,导致灯泡D1不亮,而D2将更亮,因此D1、D2亮度不同,故B错误;断开开关S的瞬间,D2会立刻熄灭,线圈L与灯泡D1构成回路,因线圈产生感应电动势,a点的电势高于b点,D1将会闪亮一下再逐渐熄灭,故C正确,D错误。

3.B　解析 开关S闭合稳定时,电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路的总电阻小,故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2,且电流方向由M到N,因为线圈直流电阻为零,故M点电势等于N点电势;当开关S断开,自感线圈会产生自感现象,相当于电源,由楞次定律知,感应电流方向由M到N,故N点电势高于M点,所以断开开关S瞬间,流过B、C灯支路的电流比原来的大,故B、C灯闪亮后缓慢熄灭。故选B。

4.C　解析 图1中,断开S1的瞬间,灯A1突然闪亮,是因为电路稳定时,流过A1的电流小于流过L1的电流,根据并联电路各支路电压相等,可知L1的电阻小于A1的电阻,A错误;图1中,闭合开关S1,由于线圈L1产生自感电动势,故刚开始灯A1立刻变亮,稳定后线圈L1不再产生自感电动势且L1的电阻小于A1的电阻,故灯A1又会变暗,B错误;图2中,因为稳定后两个相同的灯发光的亮度相同,通过它们的电流相同,则两个支路的总电阻相同,因采用的两个灯电阻相同,所以变阻器R与L2的阻值相同,C正确;图2中,稳定时通过A2和A3的电流相同,断开S2瞬间,电感线圈L2、灯A2、灯A3和变阻器R构成回路,电流从同一值开始缓慢减小到零,故灯A3和灯A2均缓慢熄灭,D错误。

5.B　解析 闭合开关S瞬间,灯A2立即变亮,而线圈L产生自感电动势,根据楞次定律可知,自感电动势阻碍电流的增大,使得该支路中电流只能逐渐增大,所以闭合开关的瞬间,灯A1逐渐变亮,A错误,B正确;闭合开关S,待电路工作稳定后断开开关S,原来通过灯A2的电流立即消失,线圈L产生自感电动势,相当于电源,两灯串联,由于电路稳定时,两支路电流大小相等,所以两灯以相同亮度逐渐熄灭,C、D错误。

6.B　解析 由于电路中电流I遵循规律E-RI=L,线圈产生的自感电动势阻碍电流的增大,使电流的增大速度变慢,电路稳定后自感现象消失,故I-t图像的斜率逐渐减小直至斜率为0。故选B。

7.B　解析 图甲中,因为L的自感系数很大,对电流的阻碍能力较强,所以闭合开关S时,A灯逐渐变亮,B灯立即变亮,A错误;图甲中,闭合开关S足够长时间后再断开,自感线圈与A、B两灯组成回路,回路中的电流逐渐减小,A、B两灯逐渐变暗,最后同时熄灭,B正确;图乙中,闭合开关S足够长时间后,自感线圈相当于短路,A灯不发光,电容器充电完成,B灯发光,C错误;图乙中,闭合开关S足够长时间后再断开,电容器和B灯形成回路并开始放电,放电形成的电流与原本通过B灯的电流方向相同,电流的大小逐渐减小最后变为零,D错误。

8.A　解析 开关S闭合瞬间,流过线圈L的电流增大,线圈中产生自感电动势,阻碍电流的增大,则B、C先亮,A后亮,故A正确;闭合开关一会儿后,因线圈中电流恒定,线圈L相当于导线,所以A、B一样亮,C的电流是A、B的电流之和,故C比A、B更亮,B错误;断开开关S的瞬间,由自感的特性可知L和A、B组成的回路中有电流,导致A、B一起缓慢熄灭,而C没有电流通过,所以马上熄灭,因A与B的电流是相等的,B不会闪一下再熄灭,故C、D错误。

9.AC　解析 断开开关前后的一小段时间内,通过自感线圈的电流方向是不变的,则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示,A正确,B错误;由图可知,断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流,则断开开关后,线圈产生自感电动势阻碍电流减小,线圈相当于电源,由于线圈、电阻和小灯泡重新组成回路,则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭,C正确,D错误。

10.AD　解析 开关S闭合时,流过线圈L1的电流等于流过b、c的电流之和,流过b、c灯的电流之和为2I,流过线圈L2的电流等于流过c的电流I,即流过线圈L1的电流等于流过线圈L2的电流的两倍;断开开关S的瞬间,流过线圈的电流突然减小,两个线圈都发生了自感现象,三个灯泡均处于新的回路中,流过线圈L1的电流从2I逐渐减小到零,则流过a的电流从2I逐渐减小到零,所以a先变亮,然后逐渐熄灭。线圈L2发生自感时,流过它的电流从I逐渐减小到零,所以流过b、c的电流从I逐渐减小到零,所以b、c逐渐熄灭,故A、D正确。