2014高二物理选修32-46互感和自感课件及练习题附答案.docx

课时提升卷（五） 互感和自感 （40分钟50分） 一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分） 1.如图所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中（） A.灯泡变亮，螺线管缩短 B.灯泡变暗，螺线管缩短 C.灯泡变亮，螺线管伸长 D.灯泡变暗，螺 线管伸长 2.（多选）某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有（） A.第1s末 B.第2s末 C.第3s末 D.第4s末 3.如图是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RLR时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象 4.如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确 的是（） A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电 B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电 C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电 D.由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电 5.（ 多选）（2013湛江高二检测）如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，电阻均为 R，R0是电阻箱，L是自感系数较大的线圈。当S闭合，调节R0的阻值使电路稳定时，A、B亮度相同。则在开关S断开时，下列说法中正确的是（） A.B灯泡立即熄灭 B.A灯泡一定将比原来更亮一些后再熄灭 C .若R0=R，则A灯泡立即熄灭 D.有电流通过A灯泡，方向为ba 6.如图所示，电感线圈L的自感系 数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（） A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B.闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 二、非选择题（14 分） 7.（能力挑战题）如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0，定值电阻R=2.0，A、B间的电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.010-3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感 器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。 （1）求出线圈L的电阻RL； （2）在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？ （3）在t2=1.610-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？答案解析 1.【解析】选D。当插入 软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗。线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，因电流减小，各匝之间相互吸引力减 小，螺线管伸长，故D正确。 2.【解析】选B、D。在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反。在01s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在12s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析23s、34s内可得正确选项为B、D。 3.【解析】选C。S闭合，电路稳定时，由于RLIR，S断开瞬间，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流IR随着开关断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流IL通过灯泡，由于ILIR，因此灯泡开始有些明显闪亮，C正确，A、B错；若RLR时ILIR，不会有明显的闪亮现象，D错。 4.【解析】选A。S闭合瞬间，L中电流增大，产生自感现象，阻碍电流的增大，此时通过L的瞬时电流很小，电 源给电容器充电，所以A板带正电，B板带负电，A正确；S保持闭合，电路中电流稳定，L的电阻为零，电容器两端电压为零，不带电，B错误；S断开瞬间，电路中电流减小，L中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向自上向下，在L和C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C错误，D也错误。 5.【解析】选A、D。开关S闭合时，两灯泡亮度相同，说明A、L并联电路与B、R0并联电路电阻相等，故线圈L的电阻等于R0。开关S断开时，由于线圈自感及线圈L与灯泡A构成回路，流经线圈L的电流由原大小和方向开始在此回 路中逐渐减小，只有当R0IA，灯泡A将比原来更亮一些后再熄灭，所以灯泡A是否闪亮一 下不能确定，但流经灯泡A的电流方向为ba，D对，B、C错误；由于灯泡B与R0并联，在开关断开时电流立即为0，B灯立即熄灭，A项正确。 【变式备选】（多选）如图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S，使电路达到稳定，电灯D发光，则（） A.在电路甲中，断开S，电灯D将渐渐变暗 B.在电路甲中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗 C.在电路乙中，断开S，电灯D将渐渐变暗 D.在电路乙中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗 【解析】选A、D。甲图中，电灯D与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯D的电流不变，以后电流渐渐变小。因此，电灯渐渐变暗，A对B错；乙图中，电灯D所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小（因为电感线圈的电 阻很小），断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给电灯D供电。因此，反向流过电灯D的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先闪亮一下，然后渐渐变暗，C错D对。 6.【解题指南】（1）分析自感电流的大小时，应注意“电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计”这一关键语句； （2）电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； （3）电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小。 【解析】选D。由于灯泡LA与线圈L和电阻R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，A、B项错误；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些；当S断开的瞬间，线圈L产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。 7.【解析】（1）由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0 =1.5A， 由欧姆定律得I0= ， 解得RL= -R=2.0。 （2）断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左。 （3）由题图可知，t2=1.610-3s时刻线圈L中的电流I=0.3A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得 E=I（RL+R+R1）=0.3（2.0+2.0+6.0）V=3.0 V。 答案：（1）2.0（2）电灯中的电流方向自右向左 （3）3.0 V 【总结提升】通、断电自感现象的判断技巧 （1）通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加。 （2）断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小。 （3）电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻时就相当于一根导线。20 20