2022届高考物理一轮复习专题83自感和互感现象练习含解析

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[2021·成都市摸底]在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．下列说法正确的是( )
A.合上开关S，a、b同时亮
B.合上开关S，a先亮、b后亮
C.将原来闭合的开关S断开，a先熄灭、b后熄灭
D.将原来闭合的开关S断开，b先熄灭、a后熄灭
2．[2021·辽宁大连市模拟]如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中(灯丝不会断)，灯L1、L2的亮度变化情况是( )
A.S闭合，L1不亮，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮
B.S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮
C.S断开，L1、L2立即不亮
D.S断开，L1、L2都会亮一下再熄灭
3.
[2021·甘肃河西五市模拟]如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S后，L1会逐渐变亮
B.闭合开关S稳定后，L1、L2亮度相同
C.断开S的瞬间，L1会逐渐熄灭
D.断开S的瞬间，a点的电势比b点高
4.
如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L上的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光．某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是( )
A.a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭
B.b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C.a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D.b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
5．如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计，以下判断正确的是( )
A.闭合S，稳定后，电容器两端电压为E
B.闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电
C.断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电
D.断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电
6.
(多选)如图所示，L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈，其电阻可以忽略不计，开关S原来是闭合的．当开关S断开瞬间，则( )
A.L中的电流方向不变
B.灯泡D要过一会儿才熄灭
C.灯泡D立即熄灭
D.电容器将放电
7．(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
8．如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，选项中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
9.
竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是y＝x2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中虚线所示)，一个小金属球从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属球沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )
A.mgb B．eq \f(1,2)mv2
C.mg(b－a) D．mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2
10.
如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部．则小磁块( )
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
专题83 自感和互感现象
1．B 合上开关S，自感线圈L中磁通量发生变化产生自感电动势，则a先亮、b后亮，A错误，B正确；将原来闭合的开关S断开，自感线圈L产生自感电动势，两个灯泡和自感线圈形成闭合回路，则a、b逐渐变暗并同时熄灭，CD错误．
2．B 当S闭合瞬间，两灯同时发光，随后L1灯短路，L1逐渐变暗直到熄灭，同时，通过L2的电流逐渐增大，使L2变得更亮，A错误，B正确；S断开瞬间，L2中电流消失，则L2立即熄灭，而自感线圈L产生一个与原电流同向的自感电动势，故有电流由灯泡L1的右侧流入，L1亮一下再逐渐熄灭，CD错误．
3．D 4.B 5.C
6．AC S断开时L产生方向不变的感应电流对C充电(C两端电压原来为零)，而电流不通过D，故灯泡立即熄灭，A、C正确．
7．AB 交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯会产生感应电流(涡流)而发热，从而使杯内水沸腾．增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，A、B正确；将金属杯换成瓷杯，变化的磁场不能使瓷杯产生感应电流，不能使杯内的水加热，C错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电流会减小，增加了水沸腾的时间，D错误．
8．A 当S闭合时，D1、D2同时亮且通过的电流大小相等，但由于L的自感作用，D1被短路，I1逐渐减小到零，I2逐渐增大至稳定；当S断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小，A正确，B、C、D错误．
9．D 小金属球每次经过磁场的边界过程中都发生电磁感应，产生涡电流，机械能转化为电能，电能再转化为焦耳热，最终小金属球在y＝a边界以下范围振动，由能量守恒定律可得Q＝eq \f(1,2)mv2＋mg(b－a)，D正确．
10．C 小磁铁在铜管中下落过程中，由于电磁感应现象会在铜管中产生涡流，在铜管中会生热，小磁铁会受向上的安培力阻碍下落，其加速度小于重力加速度，机械能减小，而在塑料管中下落，塑料管不能发生电磁感应现象，小磁铁做自由落体，机械能守恒，运动时间比在铜管中短，落到底部的速度较大，C正确，A、B、D错误．