高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 自感课后作业题

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 自感课后作业题，共7页。

A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零
B．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大
C．自感电动势与原电流方向相反
D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
2.
在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是( )
A．当电路中电流变化时，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．以上说法均不正确
3．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有( )
A．灯A立即熄灭
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
4．(多选)如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )
A．灯泡变暗B．灯泡变亮
C．螺线管缩短D．螺线管伸长
5．如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻的阻值均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0.现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是( )
A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零
B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终小于I0
C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变
D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0
6．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同．由于存在自感现象，在开关S闭合和断开时，灯A和灯B先后亮暗的顺序是( )
A．闭合时，A先达到最亮；断开时，A后暗
B．闭合时，B先达到最亮；断开时，B后暗
C．闭合时，A先达到最亮；断开时，A先暗
D．闭合时，B先达到最亮；断开时，B先暗
7．在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，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，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( )
8．如图所示是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应先( )
A．断开S1 B．断开S2
C．拆除电流表 D．拆除电阻R
9．图甲所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和启动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了保护启动器常在启动器的两极并上一纸质电容器C.某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮的情况，经检查灯管是好的，且电压正常，镇流器无故障，其原因可能是( )
A．启动器两脚与启动器座接触不良
B．电容器C断路
C．电容器C击穿而短路
D．镇流器自感系数L太大
10．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是( )
11.
在如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1A．L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
B．L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗
C．L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗
D．L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
12．在如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻．两条支路的直流电阻相等．那么在接通和断开开关的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系正确的是( )
A．接通瞬间I1I2
B．接通瞬间I1C．接通瞬间I1>I2，断开瞬间I1D．接通瞬间I1＝I2，断开瞬间I113.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示出在t＝1×10－3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙).已知电源电动势E＝6V，内阻不计，灯泡的阻值R1为6Ω，电阻R的阻值为2Ω.
(1)线圈的直流电阻RL＝________Ω.
(2)开关断开时，该同学观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是________V．
14．如图所示，电源的电动势E＝10V，内阻不计，L与R的电阻值均为5Ω，两灯泡的电阻值均为RS＝10Ω.
(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；
(2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．
课时素养评价8 自感
1．解析：自感系数是描述线圈特性的物理量，只与线圈本身有关，当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项A错误．线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈中的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误．根据楞次定律，自感电动势方向与电流的增减有关，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C错误．对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率eq \f(ΔI,Δt)成正比，选项D正确．
答案：D
2．解析：由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B、D错误，C正确．
答案：C
3．解析：本题中，当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭，A正确．
答案：A
4．解析：将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内时，则使穿过螺旋管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，所以导致线圈中的电流减小，灯泡变暗，由于每匝线圈间的同向电流减小，故相互吸引力减小，从而螺线管伸长，故选A、D.
答案：AD
5．解析：当开关S闭合时，通过线圈的电流增大，在线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的增大，但“阻碍”不是“阻止”，“阻碍”实质上是“延缓”，电路中的电流不会立刻变为2I0，但最终仍会增大到2I0，D正确．
答案：D
6．解析：开关S闭合时，由于自感作用，线圈L中自感电动势较大，电流几乎全部从A中通过，而该电流又同时分路通过B和R，所以A先达到最亮，经过一段时间稳定后A和B达到同样亮；开关S断开时，电源电流立即为零，B立即熄灭，由于L的自感作用，A要慢慢熄灭，故A正确．
答案：A
7．解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RL＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流增大，电感线圈L产生自感电动势，阻碍流过L1的电流i1增大，使电流从零逐渐增大至电流I，A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到最大，当电流i1逐渐增大时，电流i2逐渐减小，最后达到电流I，C、D错误．
答案：B
8．解析：当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联，当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联，所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反．只要不断开S2，线圈L与电压表就会组成回路，在断开干路时，L中产生与原来电流同方向的自感电流，使电压表指针反向转动而可能损坏电压表，故正确答案为B.
答案：B
9．解析：日光灯启动器的作用是，当电压加到启动器两端时，启动器内的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端，使日光灯内的汞电离导通，日光灯发光．A、B、D都不会影响启动器内的金属片功能，只有“电容器C击穿而短路”不能使金属片断开，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
10．解析：开关闭合时，线圈由于自感对电流有阻碍作用，可看作电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，所以正确选项是B.
答案：B
11．解析：开关S从闭合状态突然断开时，L中产生方向向右的自感电动势，L1逐渐变暗，L2立即熄灭(理想二极管单向导电)，L3先变亮后逐渐变暗(L3中原电流小于L1中电流)，B正确．
答案：B
12．解析：当开关接通瞬间，R中电流立即增大到正常值I2，而线圈中的电流从零开始增大，产生的自感电动势阻碍电流的增大，则电流I1只能逐渐增大，故I1答案：B
13．解析：(1)由图像可知S闭合稳定时IL＝1.5A，
则RL＝eq \f(E,IL)－R＝eq \f(6,1.5)Ω－2Ω＝2Ω.
(2)电流稳定时小灯泡电流I1＝eq \f(E,R1)＝eq \f(6,6)A＝1A.
S断开后，L、R、灯泡组成闭合回路，电流由1.5A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝IL(R＋RL＋R1)＝15V.
答案：(1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭 15
14．解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流通过，因此通过L的电流为
IL＝eq \f(E,2R)＝eq \f(10,10)A＝1A，
流过L1的电流为IS＝eq \f(E,2RS)＝eq \f(10,20)A＝0.5A，
断开S的瞬间，由于线圈要想维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的电流为1A，
所以此时L1两端的电压为U＝IL·RS＝10V.
(2)断开S前，流过L1的电流为0.5A且大小不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图像如图所示(t0为断开S的时刻).
答案：(1)10V (2)图见解析
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练