高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册互感和自感当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册互感和自感当堂检测题，共7页。
A级——基础达标
1．(2024·山东日照期末)无线充电打破了电能只能依靠导线直接接触式传输的方式，
属于非接触式传输，能够避免接触式电能传输可能带来的接触火花、滑动磨损、爆炸电击等问题。如图所示，手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列说法正确的是( )
A．无线充电过程主要利用了互感的原理
B．无线充电过程主要利用了自感的原理
C．无线充电基座可以接稳恒直流电源对手机进行充电
D．手机和充电基座没有通过导线连接，故没有电能损失
2.如图为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在由左向右看顺时针方向均匀减小的电流，则( )
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
3.(2024·湖南长沙期末)某物理兴趣小组的同学进行如图所示的自感现象研究。在图中，L为自感系数较大的电感线圈，且电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。下列说法正确的是( )
A．闭合开关S的瞬间，灯泡A先亮，灯泡B后亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭
B．闭合开关S的瞬间，两灯泡同时亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭
C．闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A立即熄灭，灯泡B不亮
D．闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A逐渐变暗最后熄灭，灯泡B闪亮后再次熄灭
4.(2024·福建莆田期末)某品牌照明灯相关电路图如图所示，自感线圈自感系数足够大且内阻不计，三个电灯泡的内阻相同，下列说法正确的是( )
A．闭合开关S，灯泡a、c先亮，灯泡b慢慢变亮
B．断开开关S，灯泡c先灭，灯泡b闪亮后再熄灭
C．闭合开关S，灯泡a、b先亮，灯泡c慢慢变亮
D．断开开关S，灯泡b、c先灭，灯泡a闪亮后再熄灭
5．(2024·河北邯郸期末)在现代社会，移动电子设备如智能手机、平板电脑等已成为人们生活中不可或缺的一部分。无线充电技术成为一种越来越受欢迎的充电方式。其工作原理可简化为如图甲所示，在送电线圈a中通入交变电流，电流产生变化的磁场，变化的磁场使受电线圈b中产生感应电流，从而对设备充电。当送电线圈a中通入如图乙所示的电流时，下列说法正确的是( )
A．t1时刻，受电线圈b中的感应电流最大
B．t2时刻，受电线圈b中的感应电流为零
C．t1到t3时间内，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
D．t3到t4时间内，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
6．(2024·河南信阳期末)(多选)如图甲所示，电阻R1、R2的阻值相同，电感线圈L的自感系数较大，电源内阻不计。闭合开关S，待电路稳定后开始计时，t1时刻断开开关S，t2时刻整个电路的电流均为零。通过电流传感器(图中未画出，可认为内阻不计，不影响电路连接方式)测得t1前后通过某个电阻的电流大小随时间变化的图像如图乙，用I1和I2分别表示开关S断开前后瞬间的电流大小。则下列说法正确的是( )
A．电流传感器测量的是通过电阻R1的电流
B．电流传感器测量的是通过电阻R2的电流
C．断开开关S后，通过电阻R1、R2的电流大小始终相等
D．断开开关S前后，通过电阻R2的电流方向不变
7.(2024·北京西城期中)(多选)如图是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两端连在一起。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。下列说法正确的是( )
A．由于A线圈的自感作用，才产生延时释放D的效果
B．由于B线圈的互感作用，才产生延时释放D的效果
C．若B不闭合，则断开开关S时延时效果不明显
D．若改变B的缠绕方向，断开开关S时延时效果不明显
B级——综合应用
8.如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器。当S闭合或断开时，对A、B灯的发光情况判断正确的是( )
A．S闭合时，A灯不会立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
C．S闭合足够长时间后，B灯发光而A灯不发光
D．S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭而A灯逐渐熄灭
9.如图所示的电路中，电感线圈L的自感系数很大、电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的是( )
A．当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮
B．当S闭合时，L1、L2都逐渐变亮
C．当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
D．当S断开时，L1、L2都突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
10．(2024·北京西城期末)图1和图2是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( )
A．图1中，灯A1与L1的电阻值相同
B．图1中，闭合S1，电路稳定后，灯A1中电流大于L1中电流
C．图2中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同
D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等
11．(多选)如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是( )
A．开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流大小相等
B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变
C．开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故D2闪亮一下再熄灭
D．根据题中信息，可以推算出u1∶u2＝3∶4
12.如图所示的电路中，A1和A2是两个完全一样的小灯泡，接通开关后调节滑动变阻器R，使两小灯泡亮度相同，然后断开电路。
(1)重新接通电路，在开关闭合的瞬间，________先亮，________逐渐亮起来，最后达到相同的亮度。(填字母代号)
(2)由于在实验中磁通量的变化是由电流的变化引起的，故电路中产生的自感电动势的大小与________________有关。
课时跟踪检测(十四)
1．选A 无线充电是利用两个线圈之间的互感原理进行充电的，故A正确，B错误；因无线充电利用的是线圈之间的互感原理，因此不能使用稳恒直流电源对手机进行充电，因为稳恒直流电源不能产生变化的磁场，也就不能在手机内置线圈中产生感应电流，无法完成充电，故C错误；手机和充电基座虽然没有通过导线连接，但基座内的线圈与手机内置线圈之间通过互感原理进行充电，由于线圈之间存在漏磁，以及线圈自身的发热损耗，因此该过程有电能的损失，故D错误。
2．选D 某段时间通电线圈中存在由左向右看顺时针方向均匀减小的电流，无金属片通过时，接收线圈中磁通量均匀减小，根据楞次定律，接收线圈中产生的感应电流方向为顺时针，大小恒定，A、B错误；有金属片通过时，金属片中产生感应电流，使接收线圈中的感应电流大小发生变化，方向仍为顺时针，C错误，D正确。
3．选B 合上开关S的瞬间，电感线圈产生自感电动势阻碍电流增大，由于电源电压同时加到两灯泡上，灯泡A、B同时亮，待电路稳定后，电感线圈电阻忽略不计，相当于导线，灯泡B被短路熄灭，灯泡A两端电压为电源电压，变得更亮，故A错误，B正确；闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S瞬间，灯泡A立即熄灭，电感线圈产生自感电动势阻碍电流减小，在电感线圈与灯泡B构成的闭合回路中产生感应电流，灯泡B闪亮一下后熄灭，故C、D错误。
4．选B 闭合开关S，灯泡a与自感线圈串联，则灯泡b、c先亮，灯泡a慢慢变亮，A、C错误；断开开关S，灯泡c先灭，由于定值电阻与灯泡b串联，则灯泡b的电流小于灯泡a的电流，而自感电流的瞬时值与灯泡a的电流相等，则自感电流通过灯泡b时，使灯泡b闪亮，然后灯泡a和b逐渐熄灭，B正确，D错误。
5．选D 受电线圈b中感应电流的大小与穿过其的磁通量变化率成正比，又送电线圈a中电流变化的快慢决定磁感应强度变化的快慢，可知，t1时刻，受电线圈b中的感应电流为零，故A错误；t2时刻，受电线圈b中的感应电流最大，故B错误；根据楞次定律“增反减同”可知，t1到t3时间内，送电线圈a中的电流先减小后增大，受电线圈b中感应电流方向与送电线圈a中的电流方向先相同后相反，故C错误；t3到t4时间内，送电线圈a中的电流减小，受电线圈b中感应电流方向与送电线圈a中的电流方向相同，故D正确。
6．选BC 由题图乙可知断开开关S后，通过电流传感器的电流先瞬间减小再缓慢变小，电感线圈L会使所在支路电流在断开开关S后缓慢减小，故电流传感器测量的是通过电阻R2的电流，故A错误，B正确；断开开关S后，两个支路间形成回路，R1与R2串联，故断开开关S后，通过电阻R1、R2的电流大小始终相等，故C正确；断开开关S前通过电阻R2的电流方向从右往左，断开开关S后，电感线圈L所在支路电流方向不变，仍为从右往左，通过电阻R2的电流方向变为从左向右，故D错误。
7．选BC 电磁继电器的工作原理是断开开关S的时候，穿过线圈B的磁通量发生变化，如果B线圈是闭合线圈则有感应电流，产生感应磁场，起到延时释放D的效果，故A错误，B、C正确；若改变B的缠绕方向，根据楞次定律，断开S时仍会有延时效果，故D错误。
8．选C S刚闭合后，电容器C要充电，并且充电电流越来越小，线圈L的自感系数很大，故A灯亮一下又逐渐变暗，最后A灯被线圈L短路，所以A灯会熄灭；而线圈L对电流变化有阻碍作用，所以通过B灯的电流逐渐增大，则B灯逐渐变亮，故A、B错误；S闭合足够长时间后，线圈L对直流电流没有阻碍，将A灯短路，电容器充电结束，因此B灯正常发光，故C正确；S闭合足够长时间后再断开，电容器要对B灯放电，故B灯要逐渐熄灭，而线圈L对A灯放电，导致A灯突然亮一下，然后熄灭，故D错误。
9．选C 当S闭合时，给二极管加的是反向电压，由于二极管具有单向导电性，此时二极管不导电，L1一直不亮，由于电感线圈L产生自感电动势阻碍电流增大，L2逐渐变亮，A、B错误；当S断开时，由于电感线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，电感线圈L右端电势高于左端电势，因此在闭合电路L2→L1→D→L中产生电流，L1突然变亮，L2亮度不变，然后都逐渐变暗至熄灭，C正确，D错误。
10．选C 断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明断开开关S1瞬间通过灯A1的电流大于断开开关S1之前通过灯A1的电流，而断开开关S1之前，灯A1与电感线圈L1并联，两端电压相同，断开开关S1之后，电感线圈L1产生自感电动势，与灯A1串联构成闭合回路，通过灯A1的电流即为通过电感线圈L1的电流，由此可知，在开关S1未断开时，通过电感线圈L1的电流大于通过灯A1的电流，则灯A1的电阻大于电感线圈L1的电阻，因此当再次闭合S1，待电路稳定后，通过电感线圈L1的电流大于通过灯A1的电流，故A、B错误；由于电路稳定后完全相同的灯A2、A3亮度相同，而灯A2与电感线圈L2串联，灯A3与滑动变阻器R串联，且这两个支路并联，因此可知滑动变阻器R与电感线圈L2的电阻值相同，故C正确；闭合开关S2瞬间，由于电感线圈L2产生自感电动势阻碍电流通过该支路，因此闭合S2瞬间，电感线圈L2中电流小于滑动变阻器R中电流，故D错误。
11．选AD 开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和灯D2串联，流经灯D1和灯D2的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故I＝eq \f(E,2R)，稳定时灯D3和灯D2并联后再与灯D1串联，流过灯D2的电流I2＝eq \f(1,2)×eq \f(E,\f(3,2)R)＝eq \f(E,3R)，故A正确，B错误；开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流的减小，由电感线圈继续为灯D3和灯D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和灯D2的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，故C错误；开关S闭合瞬间，灯D1和灯D2串联，电压传感器所测电压为灯D2两端电压，由欧姆定律有u1＝eq \f(E,2)；电路稳定后，流过灯D3的电流I3＝eq \f(1,2)×eq \f(E,\f(3,2)R)＝eq \f(E,3R)；开关S断开瞬间，电感线圈能够为灯D3和灯D2提供与之前等大的电流，故此时电感线圈两端电压u2＝I3·2R＝eq \f(2E,3)，所以eq \f(u1,u2)＝eq \f(3,4)，故D正确。
12．解析：(1)再次闭合开关S时，滑动变阻器R不产生感应电动势，灯泡A2立刻发光，线圈中的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，使得电流逐渐增大，灯泡A1逐渐亮起来。
(2)电路中产生的自感电动势的大小与电流变化率，即电流变化量和所用时间有关。
答案：(1)A2 A1 (2)电流变化率(电流变化量和所用时间)