自感現(xiàn)象及其應用檢測試題(有答案)

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)
                   
1.(雙選)關于自感電動勢的大小和方向,下列說法中正確的是(  )
A.在自感系數(shù)一定的條件下,通過導體的電流越大,產(chǎn)生的自感電動勢越大
B.在自感系數(shù)一定的條件下,通過導體的電流變化越快,產(chǎn)生的自感電動勢越大
C.自感電動勢的方向總與原電流的方向相反
D.當通過導體的電流減小時,自感電動勢的方向與原電流方向相同
答案 BD
2.(雙選)某線圈通有如圖5所示的電流,則線圈中自感電動勢改變方向的時刻有(  )
圖5
A.第1 s末 B.第2 s末
C.第3 s末 D.第4 s末
答案 BD
解析 在自感現(xiàn)象中當原電流減小時,自感電動勢與原電流的方向相同,當原電流增加時,自感電動勢與原電流方向相反.在0~1 s內(nèi)原電流正方向減小,所以自感電動勢的方向是正方向,在1 s~2 s內(nèi)原電流負方向增加,所以自感電動勢與其方向相反,即沿正方向;同理分析2 s~3 s、3 s~4 s內(nèi)可得正確選項為B、D.
3.(雙選)關于日光燈管內(nèi)氣體導電的說法中,正確的是(  )
A.點燃日光燈時,激發(fā)氣體導電的電壓比220 V低得多
B.點燃日光燈時,激發(fā)氣體導電的電壓比220 V高得多
C.日光燈正常發(fā)光后,加在燈管兩端的電壓比220 V低
D.日光燈正常發(fā)光后,加在燈管兩端的電壓比220 V高
答案 BC
4.在日光燈的連接線路中,關于啟動器的作用,以下說法正確的是(  )
A.日光燈啟動時,為燈管提供瞬時高壓
B.日光燈正常工作時,起降壓限流的作用
C.起到一個自動開關的作用,實際上可用一個彈片開關代替(按下接通,放手斷開)
D.以上說法均不正確
答案 C
5.(雙選)如圖6所示,是演示自感現(xiàn)象的實驗電路圖.下列說法中正確的是(  )
圖6
A. 在斷開開關S后的一段短暫時間里,A中仍有電流通過,方向為a→b
B. 在斷開開關S后的一段短暫時間里,L中仍有電流通過,方向為a→b?
C.在斷開開關S后,原存儲在線圈內(nèi)的大部分磁場能將轉化為電能
D.在斷開開關S后,原存儲在線圈內(nèi)的大部分磁場能將轉化為化學能
答案 BC
解析 b,在燈A中為b→b,在燈A中為b→a;斷開開關后,燈泡要逐漸熄滅,電流減小,磁場能轉化為電場能.
6.如圖7所示,對于原來閉合的開關S突然斷開的瞬間,會看到燈A更亮的閃一下再熄滅.設S閉合時,燈中電流為I燈,線圈L中電流為IL,斷開瞬間燈A中電流為I燈′,線圈L中電流為IL′,則(  )
圖7
A.I燈B.I燈=I燈′,IL≤IL′
C.I燈D.I燈>I燈′,IL≤IL′
答案 A
解析 本題的關鍵是要認清產(chǎn)生自感現(xiàn)象的根本原因,斷開S的瞬間,因為IL的減小才產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢阻礙IL的減小,因此流過線圈L的電流只能是減小而不能是增大,斷開瞬間有IL≥IL′,這時L和燈A組成的閉合回路是串聯(lián)的,在自感電動勢的作用下使IL′流過燈A,故I燈′=IL′.雖然IL′是減小的,但在開始斷開的一小段時間內(nèi)還是比燈A原來的電流I燈大,則有I燈7.在如圖8所示的電路中,兩個相同的電流表,零刻點在刻度盤的中央.當電流從“+”接線柱流入時,指針向右擺;當電流從“-”接線柱流入時,指針向左擺.在電路接通且穩(wěn)定時再斷開開關的瞬間,下列說法正確的是(  )
圖8
A.G1指針向右擺,G2指針向左擺
B.G1指針向左擺,G2指針向右擺
C.兩指針都向右擺
D.兩指針都向左擺
答案 D
解析 電路接通且穩(wěn)定時,兩支路均有自左到右的電流.當開關斷開的瞬間,無自感線圈的支路則沒有自感電流產(chǎn)生.有自感線圈的支路產(chǎn)生阻礙原電流變化的自感電流,且這一自感電流將通過能與它形成回路的各支路.此題中開關斷開的瞬間,電路電流減小,故L將產(chǎn)生自左至右的自感電流以阻礙原電流變化.且此時開關斷開,L所在支路只能與R所在支路串聯(lián)形成回路,則自感電流自右向左流經(jīng)R所在支路.故選D.
8.如圖9所示的電路,可用來測定自感系數(shù)較大的線圈的直流電阻,線圈兩端并聯(lián)一個電壓表,用來測量自感線圈兩端的直流電壓,在實驗完畢后,將電路拆開時應(  )
圖9
A.先斷開開關S1 B.先斷開開關S2
C.先拆去電流表 D.先拆去電阻R
答案 B
解析 b,表右端為“+”,左端為“-”,指針正向偏轉,若先斷開S1或先拆表或先拆去電阻R瞬間,線圈中產(chǎn)生的自感電動勢相當于瞬間電源,其a端相當于電源的負極,b端相當于電源的正極,此時表加了一個反向電壓,使指針反偏.由“自感系數(shù)較大的線圈”知其反偏電壓很大,會燒壞表.而先斷開S2,由于電壓表內(nèi)阻很大,電路中總電阻變化很小,電流幾乎不變,不會損壞其他器件,故應先斷開S2.→b,表右端為“+”,左端為“-”,指針正向偏轉,若先斷開S1或先拆表或先拆去電阻R瞬間,線圈中產(chǎn)生的自感電動勢相當于瞬間電源,其a端相當于電源的負極,b端相當于電源的正極,此時表加了一個反向電壓,使指針反偏.由“自感系數(shù)較大的線圈”知其反偏電壓很大,會燒壞表.而先斷開S2,由于電壓表內(nèi)阻很大,電路中總電阻變化很小,電流幾乎不變,不會損壞其他器件,故應先斷開S2.
9.如圖10所示,A、B、C是相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻很小的自感線圈.現(xiàn)將S閉合,下面說法正確的是(  )
圖10
A.B、C燈同時亮,A燈后亮
B.A、B、C燈同時亮,然后A燈逐漸變暗,最后熄滅
C.A燈一直不亮,只有B燈和C燈亮
D.A、B、C燈同時亮,并且亮暗沒有變化
答案 B
10.(雙選)如圖11所示,燈泡A、B與固定電阻的阻值均為R,L是自感系數(shù)很大的線圈.當S1閉合,S2斷開且電路穩(wěn)定時,A,B亮度相同,再閉合S2,待電路穩(wěn)定后將S1斷開,下列說法中正確的是(  )
圖11
A.B燈立即熄滅
B.A燈將比原來更亮一下后再熄滅
C. 有電流通過B燈,方向為c→d?
D. 有電流通過A燈,方向為b→a
答案 AD
解析 S2斷開而只閉合S1,穩(wěn)定時,A,B兩燈一樣亮,可知線圈L的電阻也是R。在S1、S2都閉合時IA = IL,故當S2閉合S1突然斷開時,流過A燈的電流只是方向變?yōu)閎→a,但其大小不突然增大,A燈不出現(xiàn)更亮一下再熄滅的現(xiàn)象,故D項正確,B項錯誤;由于固定電阻R幾乎沒有自感作用,故斷開S1時,B燈電流迅速變?yōu)榱悖⒓聪纾蔄項正確C項錯誤。綜上所述分析可知,本題正確答案為A、D。
11.(雙選)在如圖12所示的電路中,三個相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接,電感的電阻忽略不計.電鍵S從閉合狀態(tài)突然斷開時,下列判斷正確的有(  )
圖12
A.a(chǎn)先變亮,然后逐漸變暗
B.b先變亮,然后逐漸變暗
C.c先變亮,然后逐漸變暗
D.b、c都逐漸變暗
答案 AD
解析 S斷開前,燈泡a、b、c中的電流相同,均為I.L1中的電流I1=2I,L2中的電流I2=I.當S斷開后,電源被撤除,剩下燈泡與線圈形成新的閉合回路.燈泡b、c中的電流由I逐漸減小,兩燈逐漸變暗.燈泡a里的電流先由I增至2I,然后逐漸減小,所以燈泡a先變亮后變暗.A、D兩項正確.
12.A和L是日光燈的燈管和鎮(zhèn)流器,如果按圖13所示的電路連接,下列關于日光燈發(fā)光情況的敘述中,正確的是(  )
圖13
A.只把S1接通,S2、S3不接通,日光燈就能正常發(fā)光
B.把S1和S2接通后,S3不接通,日光燈就能正常發(fā)光
C.S3不接通,接通S1和S2后再斷開S2,日光燈就能正常發(fā)光
D.當日光燈正常發(fā)光后,再接通S3,日光燈仍能正常發(fā)光
答案 C
解析 A選項:只接通S1,燈管兩端不能產(chǎn)生瞬時高壓,日光燈不能點燃,A錯誤;
B選項:S1和S2接通,S2不斷開,日光燈被短路,電壓為零,鎮(zhèn)流器也不能產(chǎn)生斷電自感電動勢,日光燈不能點燃,B項錯誤;
C選項:S1和S2接通,再斷開S2,鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動勢,與外加電壓一起形成瞬時高壓,使日光燈點燃而正常發(fā)光,C正確;
D選項:日光燈正常發(fā)光后,再接通S3,鎮(zhèn)流器被短接,不再起限流和降壓作用,加在燈管兩端的電壓將達到220 V,燈管將會燒壞,D錯誤.
13.如圖14所示的電路中,已知E=20 V,R1=20 Ω,R2=10 Ω,L是純電感線圈,電源內(nèi)阻不計,則S閉合,電路穩(wěn)定后斷開S的瞬間,L兩端的電壓是多少?哪端電勢高?
圖14
答案 60 V
b端的電勢高于a端
解析 當S閉合,電路穩(wěn)定時,流過L的電流I=E/R2=2 A,此時a端電勢高于b端.斷開S的瞬間,R2和R1與L串聯(lián),線圈L中電流減小,開始瞬間,L中電流為I,所以L兩端電壓為I(R1+R2)=60 V,此時線圈L中的磁場能轉化為電能釋放出來,線圈L相當于電源,R1與R2相當于外電路,所以b端電勢高于a端.
14.如圖15所示,設電源的電動勢為E=10 V,內(nèi)阻不計,L與R的電阻均為5 Ω,兩燈泡的電阻為RS=10 Ω.
圖15
(1)求斷開S的瞬間,燈泡L1兩端的電壓;
(2)畫出斷開S前后一段時間內(nèi)流過L1電流隨時間的變化規(guī)律.
答案 (1)10 V (2)見解析
解析 (1)電路穩(wěn)定工作時,由于a、b兩點的電勢相等,導線ab上無電流流過.因此通過L的電流為
IL=E2R=1010 A=1 A
流過L1的電流為IS=E2RS=1020 A=0.5 A
斷開S的瞬間,由于線圈要想維持IL不變,而與L1組成閉合回路,因此通過L1的最大電流為1 A.所以此時L1兩端的電壓為U=IL?RS=10 V(正常工作時為5 V).


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