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第42頁(共42頁)2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理教科版(2019)期中必刷常考題之自感一.選擇題(共7小題)1.(2024秋?惠山區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈,P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡,開始時(shí),開關(guān)S處于閉合狀態(tài),P燈微亮,Q燈正常發(fā)光,斷開開關(guān),以下說法正確的是()A.P比Q先熄滅 B.P閃亮后再熄滅 C.P與Q同時(shí)熄滅 D.?dāng)嚅_開關(guān)瞬間a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)2.(2024秋?深圳期末)如圖電路中,A、B是相同的兩小燈泡。L是一個(gè)帶鐵芯線圈,電阻可不計(jì)。調(diào)節(jié)Rx可使電路穩(wěn)定時(shí)兩燈都正常發(fā)光,則()A.閉合S時(shí),A、B燈都立刻變亮 B.?dāng)嚅_S時(shí),A、B燈一起慢慢熄滅 C.?dāng)嚅_S時(shí),通過A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同 D.?dāng)嚅_S時(shí),B燈會(huì)突然閃亮一下后再熄滅3.(2025?白云區(qū)一模)隨著綠色環(huán)保理念深入人心,電動(dòng)汽車市場(chǎng)日趨火爆,電池充電技術(shù)飛速發(fā)展。如圖為某科技公司利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的無線充電樁原理示意圖,若汽車以22kW的恒定功率充電,送電線圈連接u=2202sin100πt(V)的交流電,不計(jì)能量損失,下列說法正確的是()A.送電線圈中的電流為100A B.受電線圈中電流的頻率為100Hz C.僅減小送電線圈的匝數(shù),會(huì)增大電池端的輸出電流 D.僅減小送電線圈的匝數(shù),會(huì)減小電池端的輸出電壓4.(2024秋?望花區(qū)校級(jí)期末)如圖所示電路圖,電源電阻不計(jì),A、B為同樣的燈泡,D1、D2為兩個(gè)理想二極管,自感線圈L穩(wěn)定工作時(shí)電阻為RL。則下列說法正確的是()A.閉合開關(guān),B燈先亮,A燈不亮 B.閉合開關(guān),A燈先亮,B燈后亮 C.?dāng)嚅_開關(guān),A燈立即熄滅,B燈緩慢亮起 D.?dāng)嚅_開關(guān),A燈立即熄滅,B燈亮起后緩慢熄滅5.(2024秋?朝陽區(qū)校級(jí)期末)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“自感現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)。按如圖所示連接電路,先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后小燈泡A正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)小燈泡A閃亮一下再熄滅。已知自感線圈L的直流電阻為RL,小燈泡A正常發(fā)光時(shí)電阻為RA。下列說法中正確的是()A.一定有RL=0 B.一定有RL=RA C.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,小燈泡A中的電流方向?yàn)閍→b D.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,小燈泡A中的電流方向?yàn)閎→a6.(2024秋?通州區(qū)期末)在斷電自感的演示實(shí)驗(yàn)中,用小燈泡、帶鐵芯的電感線圈L和定值電阻R等元件組成如圖甲所示電路。閉合開關(guān),待電路穩(wěn)定后,兩支路電流分別為I1和I2。斷開開關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi),電路中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()A.?dāng)嚅_開關(guān)前燈泡中電流為I1 B.燈泡電阻小于電阻R和線圈L的總電阻 C.?dāng)嚅_開關(guān)后小燈泡先突然變亮再逐漸熄滅 D.?dāng)嚅_開關(guān)后電阻R所在支路電流如曲線b所示7.(2024秋?鄭州期末)如圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈a和b。在斷開開關(guān)S的時(shí)候,彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵d拉起而使觸頭c(連接工作電路)離開,而是過一小段時(shí)間后才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列變化會(huì)影響延時(shí)效果的是()A.電源正負(fù)極顛倒 B.a(chǎn)線圈繞向反向 C.b線圈繞向反向 D.b線圈不閉合二.多選題(共5小題)(多選)8.(2024秋?西城區(qū)期末)圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖,用電流傳感器監(jiān)測(cè)通過電感線圈L中的電流。已知電路中燈泡的電阻R1=6Ω,定值電阻R2=2Ω,電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S使電路處于穩(wěn)定狀態(tài),燈泡發(fā)光。在t=0.1s時(shí)刻斷開開關(guān)S,斷開開關(guān)S前后電流傳感器顯示電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。電流傳感器的內(nèi)阻忽略不計(jì),根據(jù)以上信息下列說法中正確的是()A.可以求出電感線圈的電阻 B.可以估算出斷開開關(guān)后流過燈泡的電荷量 C.可以判斷出斷開開關(guān)后R2兩端電壓的變化情況 D.可以判斷出斷開開關(guān)后燈泡不會(huì)出現(xiàn)閃亮的現(xiàn)象(多選)9.(2024?城中區(qū)校級(jí)模擬)如圖是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R,L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的電感線圈,其直流電阻值也為R。如圖是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖像。關(guān)于這些圖像,下列說法中正確的是()A.甲圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 B.乙圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 C.丙圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 D.丁圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況(多選)10.(2023秋?東湖區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,L為電感線圈、直流電阻為R,D2、D3是兩個(gè)相同的小燈泡。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,所有燈泡均正常發(fā)光。整個(gè)過程燈泡不會(huì)燒壞,L的自感系數(shù)足夠大,則下列說法中正確的是()A.閉合開關(guān)S,D1、D2立即變亮,D3逐漸變亮 B.閉合開關(guān)S,D1立即變亮,D2、D3逐漸變亮 C.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,D1立即熄滅,D2、D3逐漸熄滅 D.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,D1、D2立即熄滅,D3逐漸熄滅(多選)11.(2023秋?贛州期末)某同學(xué)為了驗(yàn)證自感現(xiàn)象,找來帶鐵芯的線圈L(線圈的自感系數(shù)很大,構(gòu)成線圈導(dǎo)線的電阻可以忽略),兩個(gè)相同的小燈泡A和B、二極管D、開關(guān)S和電池組E等,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。經(jīng)檢查,各元件和導(dǎo)線均是完好的,檢查電路無誤后,開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。他可能觀察到的現(xiàn)象是()A.閉合S瞬間,A、B一起亮 B.閉合S瞬間,A比B先亮 C.閉合S待電路穩(wěn)定后,B亮,A不亮 D.?dāng)嚅_S瞬間,A亮后再逐漸熄滅(多選)12.(2023秋?臺(tái)州期末)某同學(xué)利用電壓傳感器來研究電感線圈工作時(shí)的特點(diǎn)。圖甲中三個(gè)燈泡完全相同,不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響。在閉合開關(guān)S的同時(shí)開始采集數(shù)據(jù),當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)。圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像。電感線圈自感系數(shù)較大,不計(jì)線圈的電阻及電源內(nèi)阻。下列說法正確的是()A.開關(guān)S閉合后,燈D3逐漸變亮 B.開關(guān)S閉合后,流經(jīng)燈D1的電流大小不變 C.開關(guān)S斷開后,燈D1、D2均馬上熄滅 D.根據(jù)題中信息,可以推算出圖乙中u1<u2三.解答題(共3小題)13.(2019秋?鐘祥市期末)正得意呢,司機(jī)卻把車停在了路邊,跑到一個(gè)小超市買了一瓶水,回來系好安全帶后才打火啟動(dòng)汽車,繼續(xù)向前走。小明很奇怪,司機(jī)只是輕輕地一扭鑰匙,汽油機(jī)就點(diǎn)火啟動(dòng)了,這是什么原理呢?小明立即用手機(jī)百度了一下,原來,電子點(diǎn)火器用到了剛學(xué)不久的自感現(xiàn)象!為了把原理說明白,小明設(shè)計(jì)了如下一個(gè)電路:如圖所示,電池電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻可以忽略不計(jì),L是一個(gè)匝數(shù)很多且有鐵芯的線圈,其直流電阻為r,a、b之間的定值電阻阻值為R.然后小明設(shè)想了這樣一組操作過程:先將開關(guān)S接通,電路穩(wěn)定后,斷開S,請(qǐng)你按小明的思路完成如下問題的分析:(1)斷開S瞬間,試確定通過定值電阻的電流大小和方向;(2)斷開S瞬間,線圈L相當(dāng)于電源,試確定這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)的大小;(3)若R不是一個(gè)定值電阻,而是兩個(gè)彼此靠近的金屬電極,試說明斷開S瞬間,兩電極間產(chǎn)生電火花的原因。14.(2024秋?浦東新區(qū)校級(jí)期末)常見電子元件電阻、電容器、電感線圈是三種常見的電子元件。這三種元件組合構(gòu)成的豐富多彩的電子線路是電氣化時(shí)代的基石。(1)電容式鍵盤是電容器的一種應(yīng)用。如圖甲所示,鍵盤上每個(gè)鍵子下面都連有一塊小金屬片,與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片,這樣兩塊金屬片就組成一個(gè)小電容器。該電容器的電容可用公式C=εsd計(jì)算,其中?為一常量,S表示金屬片的正對(duì)面積,d表示兩金屬片間的距離。連接電源,按下某個(gè)鍵時(shí),與之相連的電子線路就給出與該鍵相關(guān)的信號(hào),此時(shí)該電容器的A.電容不變B.極板所帶的電荷量變小C.極板間的電壓變小D.極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大(2)老師在課堂上做了一個(gè)自感實(shí)驗(yàn)“千人震”。圖乙中的電源由兩節(jié)1.5V的干電池串聯(lián)組成(內(nèi)阻忽略不計(jì)),線圈L和幾個(gè)手拉手的同學(xué)并聯(lián),先保持開關(guān)S閉合,突然把開關(guān)斷開,那幾個(gè)同學(xué)都有觸電的感覺而抖了一下,故叫“千人震”。①當(dāng)電流穩(wěn)定后,線圈的電阻(填“大于”或“小于”)這幾個(gè)同學(xué)的電阻。②斷開開關(guān)后,通過同學(xué)的電流方向從(填“左向右”或“右向左”)。③為了使得同學(xué)觸電的感覺更加強(qiáng)烈,請(qǐng)你提出兩條改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議。(3)關(guān)于定值電阻、電容器、電感線圈有如下結(jié)論:①一個(gè)定值電阻R滿足I=U②一個(gè)電容器的電容為C,兩極板間電壓為U時(shí),儲(chǔ)存的能量為E=12CU③一個(gè)電感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng),自感電動(dòng)勢(shì)E自=LΔIΔt,式中ΔIΔt為電流變化率;通過的電流為I時(shí),儲(chǔ)存的能量為E′=1(4)如圖丙所示,足夠長(zhǎng)的光滑金屬框架豎直放置,頂端留有接口a、b,兩豎直導(dǎo)軌間距為d。一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為d的金屬棒始終與豎直導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面垂直,重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力,不計(jì)框架和金屬棒的電阻及電磁輻射的能量損失。①若在a、b間接入一個(gè)阻值為R的定值電阻,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求金屬棒的最終速度大小v1;②若在a、b間接入一個(gè)電容為C的電容器,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求當(dāng)電容器兩極板間電壓為U0時(shí),金屬棒下落的高度H;③若在a、b間接入一個(gè)電阻不計(jì)、自感系數(shù)為L(zhǎng)的電感線圈,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求金屬棒下落過程中的最大速度v2。15.(2023秋?青浦區(qū)期末)法拉第作出了關(guān)于電力場(chǎng)的關(guān)鍵性突破,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,永遠(yuǎn)改變了人類文明。(1)在下列一些常用家用電器的使用過程中,應(yīng)用電磁感應(yīng)原理的是;(2)如圖1為一理想變壓器,原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=10:1,副線圈所接負(fù)載電阻為10Ω,原線圈接有效值為100V的正弦交流電,則副線圈兩端電壓的有效值U2=V,原線圈中電流的有效值I1=A,負(fù)載電阻消耗的電功率P2=W。(3)小李同學(xué)用圖2中兩個(gè)電路研究通電自感和斷電自感現(xiàn)象。圖2中L是一帶鐵芯的線圈,直流電阻忽略不計(jì),A、B是額定電壓為1.5V的燈泡,直流電源為一節(jié)新的干電池。請(qǐng)將左側(cè)欄對(duì)電鍵的實(shí)驗(yàn)操作與右側(cè)欄可能觀察到的小燈泡的現(xiàn)象用直線連接起來:對(duì)電鍵的操作:實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)觀察到燈泡的現(xiàn)象:甲:電鍵S1由斷開到閉合①慢慢變亮,然后亮度不變乙:電鍵S1由閉合到斷開②立即變亮,然后亮度不變丙:電鍵S2由斷開到閉合③立即變亮,然后慢慢熄滅丁:電鍵S2由閉合到斷開④稍微變暗,然后亮度不變⑤立即熄滅⑥閃亮一下,然后熄滅(4)如圖3所示,面積為0.2m2的200匝線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=(2+0.2t)T,定值電阻R1=6Ω,線圈總電阻R2=4Ω,則回路中電流的大小為A,a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=V。
2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理教科版(2019)期中必刷常考題之自感參考答案與試題解析題號(hào)1234567答案BBADDCD一.選擇題(共7小題)1.(2024秋?惠山區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈,P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡,開始時(shí),開關(guān)S處于閉合狀態(tài),P燈微亮,Q燈正常發(fā)光,斷開開關(guān),以下說法正確的是()A.P比Q先熄滅 B.P閃亮后再熄滅 C.P與Q同時(shí)熄滅 D.?dāng)嚅_開關(guān)瞬間a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;歸納法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】B【分析】斷開開關(guān)時(shí),線圈L發(fā)生自感,線圈L和P組成閉合回路,所以Q燈馬上熄滅,L相當(dāng)于電源,在電源內(nèi)部電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì),根據(jù)原來開關(guān)S閉合穩(wěn)定時(shí),通過線圈L的電流和燈泡P的電流大小比較看是否會(huì)發(fā)生閃亮效果。【解答】解:ABC、斷開開關(guān)時(shí),線圈L發(fā)生自感,線圈L和P組成閉合回路,所以Q燈馬上熄滅,因?yàn)榫€圈L的電阻很小,所以在電路穩(wěn)定時(shí),通過線圈的電流大于通過燈泡P的電流,而斷開開關(guān)時(shí),通過線圈L和燈泡P的電路中電流是從原來通過L的電流開始減小的,所以在斷開開關(guān)時(shí),通過P的電流比原來開關(guān)閉合時(shí)通過P燈的電流大,則P燈會(huì)產(chǎn)生閃亮效果,即P閃亮后再熄滅,故AC錯(cuò)誤,B正確;D、斷開開關(guān)瞬間,通過線圈L的電流方向不變,仍然是從做向右,線圈L相當(dāng)于電源,在電源內(nèi)部,電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì),即a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì),故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)斷電自感的認(rèn)識(shí),知道燈泡P發(fā)生閃亮效果的條件。2.(2024秋?深圳期末)如圖電路中,A、B是相同的兩小燈泡。L是一個(gè)帶鐵芯線圈,電阻可不計(jì)。調(diào)節(jié)Rx可使電路穩(wěn)定時(shí)兩燈都正常發(fā)光,則()A.閉合S時(shí),A、B燈都立刻變亮 B.?dāng)嚅_S時(shí),A、B燈一起慢慢熄滅 C.?dāng)嚅_S時(shí),通過A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同 D.?dāng)嚅_S時(shí),B燈會(huì)突然閃亮一下后再熄滅【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響;自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定性思想;歸納法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】B【分析】閉合S時(shí),線圈發(fā)生自感現(xiàn)象,通過線圈的電流逐漸增大,據(jù)此分析;斷開S瞬間,線圈和兩燈組成閉合回路,電路中的電流不會(huì)一下減為零,且電路中的電流從原來線圈中的電流大小開始減小的,據(jù)此分析。【解答】解:A、閉合S時(shí),由于線圈的自感作用,一開始A燈中沒有電流通過,B燈中馬上有電流經(jīng)過,所以B燈馬上亮,隨著通過線圈的電流慢慢增大,則A燈慢慢變亮,最后兩燈一樣亮,故A錯(cuò)誤;BCD、斷開S時(shí),由于線圈的自感作用,通過線圈的電流方向不變,線圈L與A、B兩燈組成閉合回路,此時(shí)線圈L相當(dāng)于電源,所以通過B燈的電流方向與原來相反,電路中的電流從原來線圈中的電流開始減小,而因?yàn)榫€圈的電阻不計(jì),兩個(gè)燈泡完全相同,它們又是并聯(lián)接入電路的,所以原來通過兩個(gè)燈泡的電流是大小相等的,所以斷開開關(guān)的瞬間,通過兩燈的電流都是從原來的大小開始減小的,則B燈不會(huì)出現(xiàn)閃亮效果,它們一起慢慢熄滅,故B正確,CD錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】知道閉合開關(guān)瞬間,通過線圈的電流不會(huì)一下子達(dá)到最大,斷開S瞬間,線圈中的電流不會(huì)一下子減小為零。3.(2025?白云區(qū)一模)隨著綠色環(huán)保理念深入人心,電動(dòng)汽車市場(chǎng)日趨火爆,電池充電技術(shù)飛速發(fā)展。如圖為某科技公司利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的無線充電樁原理示意圖,若汽車以22kW的恒定功率充電,送電線圈連接u=2202sin100πt(V)的交流電,不計(jì)能量損失,下列說法正確的是()A.送電線圈中的電流為100A B.受電線圈中電流的頻率為100Hz C.僅減小送電線圈的匝數(shù),會(huì)增大電池端的輸出電流 D.僅減小送電線圈的匝數(shù),會(huì)減小電池端的輸出電壓【考點(diǎn)】互感和互感現(xiàn)象.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】A【分析】根據(jù)送電線圈連接u=2202sin100πt(V)的交流電可知交流電的最大值和角速度,即可求得有效值和頻率,根據(jù)P=UI求得電流,根據(jù)電壓之比與匝數(shù)成正比,根據(jù)輸入功率等于輸出功率即可判斷。【解答】解:A、根據(jù)u=2202sin100πt(V)交流電的最大值為Um=2202V,有效值為U=Um2=B、根據(jù)u=2202sin100πt(V)交流電的角速度為ω=100πrad/s,送電線圈頻率為f=ω2π=100CD、輸送電壓與輸送功率恒定,則送電線圈中電流恒定,減小送電線圈匝數(shù),受電線圈電壓增大,電流減小,CD錯(cuò)誤;故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了無線充電,即通過理想變壓器原理,抓住電壓之比與線圈的匝數(shù)成正比,輸入功率等于輸出功率。4.(2024秋?望花區(qū)校級(jí)期末)如圖所示電路圖,電源電阻不計(jì),A、B為同樣的燈泡,D1、D2為兩個(gè)理想二極管,自感線圈L穩(wěn)定工作時(shí)電阻為RL。則下列說法正確的是()A.閉合開關(guān),B燈先亮,A燈不亮 B.閉合開關(guān),A燈先亮,B燈后亮 C.?dāng)嚅_開關(guān),A燈立即熄滅,B燈緩慢亮起 D.?dāng)嚅_開關(guān),A燈立即熄滅,B燈亮起后緩慢熄滅【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】D【分析】二極管具有單向?qū)щ娦裕€圈具有阻礙電流變化的作用,由此分析。【解答】解:AB.開關(guān)閉合,由于二極管的單向?qū)ㄐ裕訟燈先亮,B燈始終不亮,故AB錯(cuò)誤;CD.開關(guān)K斷開后,由于線圈的自感作用,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)來阻礙電流的減小,這個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)使電流繼續(xù)維持一段時(shí)間,然后逐漸減小到零。此時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右端的電勢(shì)高于左端電勢(shì),由于二極管的單向?qū)ㄐ裕瑹襞軦的電流立刻為零,A燈立即熄滅,而燈泡B所在支路的二極管導(dǎo)通,所以B燈會(huì)閃亮一下再漸漸熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】記住自感線圈對(duì)電流突變時(shí)的阻礙:閉合開關(guān)瞬間L相當(dāng)于斷路,穩(wěn)定后L相當(dāng)于一段有電阻的導(dǎo)線,斷開瞬間L相當(dāng)于電源。5.(2024秋?朝陽區(qū)校級(jí)期末)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“自感現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)。按如圖所示連接電路,先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后小燈泡A正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)小燈泡A閃亮一下再熄滅。已知自感線圈L的直流電阻為RL,小燈泡A正常發(fā)光時(shí)電阻為RA。下列說法中正確的是()A.一定有RL=0 B.一定有RL=RA C.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,小燈泡A中的電流方向?yàn)閍→b D.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,小燈泡A中的電流方向?yàn)閎→a【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;歸納法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】D【分析】斷開開關(guān)S,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)小燈泡A閃亮一下再熄滅,據(jù)此分析線圈L和燈泡A的電阻大小,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后小燈泡A正常發(fā)光,據(jù)此分析線圈L的電阻;斷開開關(guān)后,線圈相當(dāng)于電源,通過線圈的電流方向不變,據(jù)此分析。【解答】解:AB、因?yàn)殚]合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后小燈泡A正常發(fā)光,所以RL的不可能為零,斷開開關(guān)后,由于自感現(xiàn)象,線圈L和燈泡組成閉合回路,電路中的電流從IL開始減小,小燈泡A閃亮一下再熄滅,說明原來通過燈泡A電流小于通過線圈L的電流,即IL>IA,根據(jù)歐姆定律可知RL<RA,故AB錯(cuò)誤;CD、電源左側(cè)是正極,所以原來通過線圈L的電流方向是從左向右的,斷開開關(guān)S的瞬間,由于線圈的自感作用,通過線圈的電流方向不變,線圈L與燈泡A組成閉合回路,線圈L相當(dāng)于電源,則通過燈泡A的電流方向?yàn)閺腷到a,故D正確,C錯(cuò)誤。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感現(xiàn)象,知道燈泡能夠閃亮一下的原因是解題的關(guān)鍵,知道開關(guān)斷開瞬間,由于自感作用,通過線圈的電流方向不變。6.(2024秋?通州區(qū)期末)在斷電自感的演示實(shí)驗(yàn)中,用小燈泡、帶鐵芯的電感線圈L和定值電阻R等元件組成如圖甲所示電路。閉合開關(guān),待電路穩(wěn)定后,兩支路電流分別為I1和I2。斷開開關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi),電路中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()A.?dāng)嚅_開關(guān)前燈泡中電流為I1 B.燈泡電阻小于電阻R和線圈L的總電阻 C.?dāng)嚅_開關(guān)后小燈泡先突然變亮再逐漸熄滅 D.?dāng)嚅_開關(guān)后電阻R所在支路電流如曲線b所示【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】C【分析】當(dāng)電流變化時(shí),電感線圈對(duì)電流有阻礙作用,電流增大,線圈阻礙其增大,電流減小,阻礙其減小;結(jié)合歐姆定律比較兩個(gè)支路電阻值的大小。【解答】解:AD.?dāng)嚅_開關(guān)S前、后的一小段時(shí)間內(nèi),通過電感線圈L的電流方向是不變的,則電感線圈L所在支路的電流如曲線a所示,斷開開關(guān)后小燈泡所在支路的電流如曲線b所示,則斷開開關(guān)S前,定值電阻R中的電流為I1,燈泡中的電流為I2,故AD錯(cuò)誤;B.由題圖可知,斷開開關(guān)S前通過電感線圈L的電流大于通過小燈泡的電流,結(jié)合歐姆定律可知斷開開關(guān)S前,小燈泡的電阻大于定值電阻R和電感線圈L的總電阻,故B錯(cuò)誤;C.?dāng)嚅_開關(guān)S后,電感線圈L產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,電感線圈L相當(dāng)于電源,由于線圈L、電阻R和燈泡重新組成自感回路,且斷開開關(guān)S前電感線圈所在支路的總電阻小于小燈泡的總電阻,則小燈泡先突然變亮再逐漸熄滅,故C正確。故選:C。【點(diǎn)評(píng)】明確斷開后的電路為燈泡和電感線圈構(gòu)成回路,電流變化因電感線圈的阻礙而變慢。7.(2024秋?鄭州期末)如圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈a和b。在斷開開關(guān)S的時(shí)候,彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵d拉起而使觸頭c(連接工作電路)離開,而是過一小段時(shí)間后才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列變化會(huì)影響延時(shí)效果的是()A.電源正負(fù)極顛倒 B.a(chǎn)線圈繞向反向 C.b線圈繞向反向 D.b線圈不閉合【考點(diǎn)】互感和互感現(xiàn)象.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;推理論證能力.【答案】D【分析】圖中有兩個(gè)線圈,其中A線圈與電源相連,接通電路后有電流通過,會(huì)產(chǎn)生磁性,而B線圈無電源,開關(guān)閉合后沒有電流,只有當(dāng)A中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)作用,B線圈才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而根據(jù)楞次定律,分析即可。【解答】解:電磁繼電器的工作原理是斷開開關(guān)S的時(shí)候,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,如果是線圈B閉合則有感應(yīng)電流,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),起到延時(shí)釋放D的效果,如果線圈b不閉合,則b線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),但不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效果。電源正負(fù)極顛倒,b線圈繞向反向,a線圈繞向反向不影響電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生,都可以產(chǎn)生延時(shí)效果,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】該題考查楞次定律的應(yīng)用,注意穿過閉合線圈的磁通量變化,線圈相當(dāng)于電源,同時(shí)理解線圈b的作用是阻礙線圈a磁通量的變化。二.多選題(共5小題)(多選)8.(2024秋?西城區(qū)期末)圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖,用電流傳感器監(jiān)測(cè)通過電感線圈L中的電流。已知電路中燈泡的電阻R1=6Ω,定值電阻R2=2Ω,電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S使電路處于穩(wěn)定狀態(tài),燈泡發(fā)光。在t=0.1s時(shí)刻斷開開關(guān)S,斷開開關(guān)S前后電流傳感器顯示電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。電流傳感器的內(nèi)阻忽略不計(jì),根據(jù)以上信息下列說法中正確的是()A.可以求出電感線圈的電阻 B.可以估算出斷開開關(guān)后流過燈泡的電荷量 C.可以判斷出斷開開關(guān)后R2兩端電壓的變化情況 D.可以判斷出斷開開關(guān)后燈泡不會(huì)出現(xiàn)閃亮的現(xiàn)象【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定量思想;方程法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】ABC【分析】根據(jù)歐姆定律求出開關(guān)斷開前線圈的直流電阻;由楞次定律判斷出自感電流的方向及自感電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極,自感線圈支路總電阻小于燈泡電阻,原電流大,斷開開關(guān)瞬間,小燈泡會(huì)閃亮。【解答】解:A、開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時(shí)流過線圈L的電流為:I0=1.5A,由歐姆定律可得I0=UR2+RL,代入數(shù)據(jù)解得:B、由Q=It,則I﹣t圖象中I與圍成的面積,t=0.1s后曲線圍成的面積表示流過線圈的電量,故B正確;C、開關(guān)閉合時(shí),流過線圈的電流由左向右,斷開開關(guān)后,線圈L、電阻R和電燈構(gòu)成一閉合回路,發(fā)生自感現(xiàn)象,線圈的電流要保持由左向右電流方向,流進(jìn)燈泡由右向左,形成回路,線圈相當(dāng)于電源,線圈右端為正極,故C正確;D、RL+R2=4Ω<R1=6Ω,故閉合S時(shí),流過線圈的電流大于流過燈泡電流,斷開S發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí),小燈泡會(huì)發(fā)生閃亮現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤;故選:ABC。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用;線圈回路發(fā)生自感現(xiàn)象,線圈相當(dāng)于電源,由電流方向判斷電源正負(fù)極;是否閃亮要比較自感前后電流的變化。(多選)9.(2024?城中區(qū)校級(jí)模擬)如圖是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R,L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的電感線圈,其直流電阻值也為R。如圖是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖像。關(guān)于這些圖像,下列說法中正確的是()A.甲圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 B.乙圖是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 C.丙圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 D.丁圖是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】BC【分析】電感線圈對(duì)電流的變化有阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),電感線圈阻礙電流增大,當(dāng)電流減小時(shí),電感線圈阻礙電流減小。【解答】解:AB、開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,傳感器2這一支路立即有電流,線圈這一支路,由于線圈阻礙電流的增加,通過線圈的電流要慢慢增加,所以干路電流(通過傳感器1的電流)要先與傳感器2的電流相等,然后在此基礎(chǔ)上再慢慢增加,最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),故A錯(cuò)誤,B正確;CD、開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流立即消失,而電感線圈這一支路,由于電感線圈阻礙電流的減小,該電流又通過傳感器2,只是電流的方向與以前相反,然后通過傳感器2的電流逐漸減小,故C正確,D錯(cuò)誤,故選:BC。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握電感對(duì)電流的阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),電感線圈阻礙電流增大,當(dāng)電流減小時(shí),電感線圈阻礙電流減小。(多選)10.(2023秋?東湖區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,L為電感線圈、直流電阻為R,D2、D3是兩個(gè)相同的小燈泡。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,所有燈泡均正常發(fā)光。整個(gè)過程燈泡不會(huì)燒壞,L的自感系數(shù)足夠大,則下列說法中正確的是()A.閉合開關(guān)S,D1、D2立即變亮,D3逐漸變亮 B.閉合開關(guān)S,D1立即變亮,D2、D3逐漸變亮 C.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,D1立即熄滅,D2、D3逐漸熄滅 D.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,D1、D2立即熄滅,D3逐漸熄滅【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】AC【分析】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律來分析。對(duì)于線圈要抓住雙重特性:當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源。【解答】解:AB.閉合開關(guān)S,D1、D2立即變亮,D3燈所在電路上線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的增大,電流只能逐漸增大,D3燈逐漸變亮,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,D1立即熄滅,D3燈所在電路上線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的減小,電流只能逐漸減小,線圈和D2、D3組成新的回路,則D2、D3逐漸熄滅,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:AC。【點(diǎn)評(píng)】本題考查含線圈的電路分析,要求學(xué)生了解線圈自感現(xiàn)象,結(jié)合電路結(jié)構(gòu)對(duì)題目進(jìn)行分析,難度適中。(多選)11.(2023秋?贛州期末)某同學(xué)為了驗(yàn)證自感現(xiàn)象,找來帶鐵芯的線圈L(線圈的自感系數(shù)很大,構(gòu)成線圈導(dǎo)線的電阻可以忽略),兩個(gè)相同的小燈泡A和B、二極管D、開關(guān)S和電池組E等,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。經(jīng)檢查,各元件和導(dǎo)線均是完好的,檢查電路無誤后,開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。他可能觀察到的現(xiàn)象是()A.閉合S瞬間,A、B一起亮 B.閉合S瞬間,A比B先亮 C.閉合S待電路穩(wěn)定后,B亮,A不亮 D.?dāng)嚅_S瞬間,A亮后再逐漸熄滅【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】CD【分析】根據(jù)自感線圈對(duì)電路的影響,同時(shí)結(jié)合二極管的單向?qū)щ娦院碗娐窐?gòu)造完成對(duì)電路的分析。【解答】解:ABC.用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路,從實(shí)物圖中我們可以看出兩個(gè)小燈泡是間接并聯(lián)關(guān)系,其中自感線圈和B燈泡串聯(lián),當(dāng)閉合開關(guān)的瞬間,通過B的電流增大,自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙電路電流增大,所以B是逐漸亮起來,電路穩(wěn)定后B亮度保持不變;而A燈泡和二極管相串聯(lián),二極管阻礙由S向A的電流通過,故A燈泡一直不亮,故AB錯(cuò)誤,C正確;D.當(dāng)斷開開關(guān)的瞬間,自感線圈要阻礙電流的減小,產(chǎn)生與原電流方向相同的感應(yīng)電流,此時(shí)A、B串聯(lián)構(gòu)成回路,所以B燈泡是緩慢熄滅,A會(huì)先亮再逐漸熄滅,故D正確。故選:CD。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了自感現(xiàn)象的相關(guān)應(yīng)用,理解不同電學(xué)儀器在電路中的作用,結(jié)合電路構(gòu)造即可完成分析。(多選)12.(2023秋?臺(tái)州期末)某同學(xué)利用電壓傳感器來研究電感線圈工作時(shí)的特點(diǎn)。圖甲中三個(gè)燈泡完全相同,不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響。在閉合開關(guān)S的同時(shí)開始采集數(shù)據(jù),當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)。圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像。電感線圈自感系數(shù)較大,不計(jì)線圈的電阻及電源內(nèi)阻。下列說法正確的是()A.開關(guān)S閉合后,燈D3逐漸變亮 B.開關(guān)S閉合后,流經(jīng)燈D1的電流大小不變 C.開關(guān)S斷開后,燈D1、D2均馬上熄滅 D.根據(jù)題中信息,可以推算出圖乙中u1<u2【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定量思想;方程法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】AD【分析】由于電感線圈的阻礙作用,通過燈D3的電流緩慢增加,待穩(wěn)定后,流經(jīng)燈D2和D3的電流相等,從而分析AB;根據(jù)自感分析C項(xiàng),根據(jù)閉合電路歐姆定律分析解答D項(xiàng)。【解答】解:AB.開關(guān)S閉合后的一段時(shí)間內(nèi),由于電感線圈上分擔(dān)的電壓逐漸減小,則燈D3兩端的電壓逐漸增大,燈D3逐漸變亮,流經(jīng)燈D3的電流逐漸增大,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,流經(jīng)燈D1的電流也是逐漸增加,故A正確,B錯(cuò)誤;C.開關(guān)S斷開瞬間,燈D1所在回路為斷路,故燈D1馬上熄滅。而燈D2和D3和電感線圈形成閉合回路,由于電感線圈阻礙電流減小的作用,電感線圈繼續(xù)為燈D2和D3提供電流,所以D2和D3逐漸熄滅。故C錯(cuò)誤;D.開關(guān)S閉合瞬間,燈D1和D2串聯(lián),電壓傳感器所測(cè)電壓為D2兩端電壓,由歐姆定律可得u電路穩(wěn)定后,流過D3的電流為I開關(guān)S斷開瞬間,電感線圈能夠?yàn)镈2和D3提供與之前等大電流,故其兩端電壓為u故u1<u2故D正確。故選:AD。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握電感對(duì)電流的變化起阻礙作用,電流增大,阻礙其增大,電流減小,阻礙其減小。三.解答題(共3小題)13.(2019秋?鐘祥市期末)正得意呢,司機(jī)卻把車停在了路邊,跑到一個(gè)小超市買了一瓶水,回來系好安全帶后才打火啟動(dòng)汽車,繼續(xù)向前走。小明很奇怪,司機(jī)只是輕輕地一扭鑰匙,汽油機(jī)就點(diǎn)火啟動(dòng)了,這是什么原理呢?小明立即用手機(jī)百度了一下,原來,電子點(diǎn)火器用到了剛學(xué)不久的自感現(xiàn)象!為了把原理說明白,小明設(shè)計(jì)了如下一個(gè)電路:如圖所示,電池電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻可以忽略不計(jì),L是一個(gè)匝數(shù)很多且有鐵芯的線圈,其直流電阻為r,a、b之間的定值電阻阻值為R.然后小明設(shè)想了這樣一組操作過程:先將開關(guān)S接通,電路穩(wěn)定后,斷開S,請(qǐng)你按小明的思路完成如下問題的分析:(1)斷開S瞬間,試確定通過定值電阻的電流大小和方向;(2)斷開S瞬間,線圈L相當(dāng)于電源,試確定這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)的大小;(3)若R不是一個(gè)定值電阻,而是兩個(gè)彼此靠近的金屬電極,試說明斷開S瞬間,兩電極間產(chǎn)生電火花的原因。【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)根據(jù)歐姆定律確定電流大小,根據(jù)楞次定律判斷電流方向。(2)斷開S瞬間,線圈L相當(dāng)于電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律求解自感電動(dòng)勢(shì)大小。(3)斷開S瞬間,L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)很大,兩個(gè)電極間的電壓就會(huì)極高,因此極易擊穿空氣發(fā)生火花放電。【解答】解:(1)斷開S前,通過L的電流為I=E由楞次定律可知,斷開S后,L中的電流只能從原來的值逐漸減小,這個(gè)電流通過R,因此,斷開S瞬間,通過R的電流大小為I=E(2)斷開S瞬間,線圈L相當(dāng)于電源,L和R構(gòu)成的回路總電阻為(R+r),由閉合電路歐姆定律可知,L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)大小為E自=I(R+r)。代入I=E解得E自=R(3)兩靠近的金屬電極間電阻極大,接近無窮大,根據(jù)E自=I(R+r)可知,斷開S瞬間,L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)很大,兩個(gè)電極間的電壓就會(huì)極高,因此極易擊穿空氣發(fā)生火花放電。答:(1)斷開S瞬間,通過定值電阻的電流大小為Er(2)斷開S瞬間,線圈L相當(dāng)于電源,這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)的大小為R+(3)見解析。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感現(xiàn)象,解題的關(guān)鍵是明確通電時(shí),自感線圈相當(dāng)于斷路,斷電時(shí),自感線圈相當(dāng)于電源。14.(2024秋?浦東新區(qū)校級(jí)期末)常見電子元件電阻、電容器、電感線圈是三種常見的電子元件。這三種元件組合構(gòu)成的豐富多彩的電子線路是電氣化時(shí)代的基石。(1)電容式鍵盤是電容器的一種應(yīng)用。如圖甲所示,鍵盤上每個(gè)鍵子下面都連有一塊小金屬片,與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片,這樣兩塊金屬片就組成一個(gè)小電容器。該電容器的電容可用公式C=εsd計(jì)算,其中?為一常量,S表示金屬片的正對(duì)面積,d表示兩金屬片間的距離。連接電源,按下某個(gè)鍵時(shí),與之相連的電子線路就給出與該鍵相關(guān)的信號(hào),此時(shí)該電容器的DA.電容不變B.極板所帶的電荷量變小C.極板間的電壓變小D.極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大(2)老師在課堂上做了一個(gè)自感實(shí)驗(yàn)“千人震”。圖乙中的電源由兩節(jié)1.5V的干電池串聯(lián)組成(內(nèi)阻忽略不計(jì)),線圈L和幾個(gè)手拉手的同學(xué)并聯(lián),先保持開關(guān)S閉合,突然把開關(guān)斷開,那幾個(gè)同學(xué)都有觸電的感覺而抖了一下,故叫“千人震”。①當(dāng)電流穩(wěn)定后,線圈的電阻小于(填“大于”或“小于”)這幾個(gè)同學(xué)的電阻。②斷開開關(guān)后,通過同學(xué)的電流方向從左向右(填“左向右”或“右向左”)。③為了使得同學(xué)觸電的感覺更加強(qiáng)烈,請(qǐng)你提出兩條改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議a.增加線圈的匝數(shù)線繞制線圈,這樣可以增加線圈的自感系數(shù),從而在斷開開關(guān)時(shí)產(chǎn)生更大的自感電動(dòng)勢(shì)。b.適當(dāng)減小同學(xué)數(shù)量,發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí),通過同學(xué)的電流更大。。(3)關(guān)于定值電阻、電容器、電感線圈有如下結(jié)論:①一個(gè)定值電阻R滿足I=U②一個(gè)電容器的電容為C,兩極板間電壓為U時(shí),儲(chǔ)存的能量為E=12CU③一個(gè)電感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng),自感電動(dòng)勢(shì)E自=LΔIΔt,式中ΔIΔt為電流變化率;通過的電流為I時(shí),儲(chǔ)存的能量為E′=1(4)如圖丙所示,足夠長(zhǎng)的光滑金屬框架豎直放置,頂端留有接口a、b,兩豎直導(dǎo)軌間距為d。一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為d的金屬棒始終與豎直導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面垂直,重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力,不計(jì)框架和金屬棒的電阻及電磁輻射的能量損失。①若在a、b間接入一個(gè)阻值為R的定值電阻,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求金屬棒的最終速度大小v1;②若在a、b間接入一個(gè)電容為C的電容器,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求當(dāng)電容器兩極板間電壓為U0時(shí),金屬棒下落的高度H;③若在a、b間接入一個(gè)電阻不計(jì)、自感系數(shù)為L(zhǎng)的電感線圈,現(xiàn)從靜止釋放金屬棒,求金屬棒下落過程中的最大速度v2。【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響;電容定義式的簡(jiǎn)單應(yīng)用;豎直平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型;自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】(1)D;(2)①小于;②左向右;③a.增加線圈的匝數(shù)線繞制線圈,這樣可以增加線圈的自感系數(shù),從而在斷開開關(guān)時(shí)產(chǎn)生更大的自感電動(dòng)勢(shì)。b.適當(dāng)減小同學(xué)數(shù)量,發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí),通過同學(xué)的電流更大。(4)①金屬棒的最終速度大小v1為mgR②當(dāng)電容器兩極板間電壓為U0時(shí),金屬棒下落的高度h為m+③金屬棒下落過程中的最大速度v2為gmL【分析】(1)根據(jù)該電容器的電容公式C=εSd來分析電容的變化,結(jié)合電壓不變,由電容的定義式(2)只有當(dāng)閉合電路斷開時(shí),導(dǎo)致電路中的電流變化,線圈出現(xiàn)自感現(xiàn)象,產(chǎn)生瞬間高壓,給同學(xué)們都有觸電感覺;(4)①從靜止釋放金屬棒,金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)其受力平衡時(shí)速度最大,由平衡條件以及安培力公式、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律相結(jié)合求金屬棒的最終速度大小v1;②金屬棒下落過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能和電場(chǎng)能,根據(jù)能量守恒定律列式,結(jié)合U0=Bdv求解金屬棒下落的高度h;③金屬棒速度最大時(shí),受到的安培力與重力平衡,根據(jù)平衡條件和能量守恒定律相結(jié)合求金屬棒下落過程中的最大速度v2。【解答】解:(1)A、連接電源,按下某個(gè)鍵時(shí),電容器兩極板間距離減小,根據(jù)該電容器的電容公式C=εSdBC、電容器與電源相連,其電壓不變,由電容的定義式C=QUD、電容器的電壓不變,板間距離減小,由E=Ud故選:D。(2)①當(dāng)電流穩(wěn)定后,由于電源是由兩節(jié)1.5V的干電池串聯(lián)組成,且內(nèi)阻忽略不計(jì),因此可以認(rèn)為電路中的電流是穩(wěn)定的。此時(shí),線圈L和幾個(gè)手拉手的同學(xué)是并聯(lián)關(guān)系。由于并聯(lián)電路中,各支路的電壓相等,且電流與電阻成反比,因此,如果線圈的電阻大于這幾個(gè)同學(xué)的電阻,那么通過線圈的電流就會(huì)小于通過同學(xué)們的電流,這與題目中“千人震”的現(xiàn)象不符。因?yàn)椤扒苏稹爆F(xiàn)象說明在斷開開關(guān)時(shí),線圈中產(chǎn)生了較大的自感電動(dòng)勢(shì),使得通過同學(xué)們的電流突然增大,從而讓他們有觸電的感覺。所以,只有當(dāng)線圈的電阻小于這幾個(gè)同學(xué)的電阻時(shí),才能在斷開開關(guān)時(shí)產(chǎn)生較大的自感電流,因此線圈的電阻應(yīng)小于這幾個(gè)同學(xué)的電阻。②斷開開關(guān)后,由于線圈的自感作用,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)試圖維持原來的電流方向。因此,通過同學(xué)們的電流方向從左向右。③為了使得同學(xué)觸電的感覺更加強(qiáng)烈,我們可以從增加自感電動(dòng)勢(shì)入手或者減少同學(xué)電阻方面入手。具體來說,可以采取以下兩條改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議:a.增加線圈的匝數(shù)線繞制線圈,這樣可以增加線圈的自感系數(shù),從而在斷開開關(guān)時(shí)產(chǎn)生更大的自感電動(dòng)勢(shì)。b.適當(dāng)減小同學(xué)數(shù)量,發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí),通過同學(xué)的電流更大。(4)①對(duì)金屬棒受力分析,當(dāng)金屬棒受力平衡時(shí),具有最大速度,根據(jù)平衡條件可得:mg=F安根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得F安=BId根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:I=ER②由能量守恒定律,可得:mgh=12mv2+③設(shè)金屬棒下落速度為v,根據(jù)題意有Bdv=LΔIΔt,設(shè)金屬棒速度達(dá)到最大值v2時(shí),電流為I0,有mg=BI0d,設(shè)該過程金屬棒下落的高度為又BdvΔt=LΔI可得:Bdx0=LI0聯(lián)立解得:v故答案為:(1)D;(2)①小于;②左向右;③a.增加線圈的匝數(shù)線繞制線圈,這樣可以增加線圈的自感系數(shù),從而在斷開開關(guān)時(shí)產(chǎn)生更大的自感電動(dòng)勢(shì)。b.適當(dāng)減小同學(xué)數(shù)量,發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí),通過同學(xué)的電流更大。(4)①金屬棒的最終速度大小v1為mgR②當(dāng)電容器兩極板間電壓為U0時(shí),金屬棒下落的高度h為m+③金屬棒下落過程中的最大速度v2為gmL【點(diǎn)評(píng)】解題時(shí)注意自感現(xiàn)象,同時(shí)要明確能量轉(zhuǎn)化情況,熟練運(yùn)用能量守恒定律求解。15.(2023秋?青浦區(qū)期末)法拉第作出了關(guān)于電力場(chǎng)的關(guān)鍵性突破,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,永遠(yuǎn)改變了人類文明。(1)在下列一些常用家用電器的使用過程中,應(yīng)用電磁感應(yīng)原理的是B;(2)如圖1為一理想變壓器,原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=10:1,副線圈所接負(fù)載電阻為10Ω,原線圈接有效值為100V的正弦交流電,則副線圈兩端電壓的有效值U2=10V,原線圈中電流的有效值I1=0.1A,負(fù)載電阻消耗的電功率P2=10W。(3)小李同學(xué)用圖2中兩個(gè)電路研究通電自感和斷電自感現(xiàn)象。圖2中L是一帶鐵芯的線圈,直流電阻忽略不計(jì),A、B是額定電壓為1.5V的燈泡,直流電源為一節(jié)新的干電池。請(qǐng)將左側(cè)欄對(duì)電鍵的實(shí)驗(yàn)操作與右側(cè)欄可能觀察到的小燈泡的現(xiàn)象用直線連接起來:對(duì)電鍵的操作:實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)觀察到燈泡的現(xiàn)象:甲:電鍵S1由斷開到閉合①慢慢變亮,然后亮度不變乙:電鍵S1由閉合到斷開②立即變亮,然后亮度不變丙:電鍵S2由斷開到閉合③立即變亮,然后慢慢熄滅丁:電鍵S2由閉合到斷開④稍微變暗,然后亮度不變⑤立即熄滅⑥閃亮一下,然后熄滅(4)如圖3所示,面積為0.2m2的200匝線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=(2+0.2t)T,定值電阻R1=6Ω,線圈總電阻R2=4Ω,則回路中電流的大小為0.8A,a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=﹣4.8V。【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響;生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象;變壓器的構(gòu)造與原理;法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;分析綜合能力.【答案】(1)B;(2)10,0.1,10;(3)圖見解析;(4)0.8,﹣4.8。【分析】(1)從家用電器原理角度解析;(2)根據(jù)變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系、電流與匝數(shù)關(guān)系,結(jié)合功率公式求解;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理解答;(4)根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度和時(shí)間的關(guān)系得出磁通量變化率,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;根據(jù)楞次定律分析出電流的方向,根據(jù)歐姆定律計(jì)算電流;根據(jù)歐姆定律得出ab兩點(diǎn)的勢(shì)差。【解答】解:(1)電暖風(fēng)機(jī)、電熱毯、電烤爐利用電流的熱效應(yīng)工作,電磁爐利用電磁感應(yīng)原理工作。故選:B;(2)根據(jù)U1代入數(shù)據(jù)可得副線圈兩端電壓的有效值U2=10V副線圈中電流為I2=根據(jù)I1得I1=0.1A負(fù)載電阻消耗的電功率P2=U2I2=10×1W=10W(3)對(duì)電鍵的實(shí)驗(yàn)操作與觀察到的小燈泡的現(xiàn)象連線圖如下(4)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=則回路中電流的大小為I=根據(jù)楞次定律可知,線圈中產(chǎn)生順時(shí)針電流,則b點(diǎn)電勢(shì)高,a點(diǎn)電勢(shì)低,所以a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=?IR1=?0.8×6V=?4.8V故答案為:(1)B;(2)10,0.1,10;(3)圖見解析;(4)0.8,﹣4.8。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了法拉第電磁感應(yīng)定律,根據(jù)公式計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)的大小,結(jié)合電路構(gòu)造和歐姆定律完成分析。
考點(diǎn)卡片1.電容定義式的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電容的定義式為:C=Q2.電容定義式的應(yīng)用有:①知道電容器的電荷量和電壓,可以計(jì)算出電容的大小。②知道電容器的電容和電壓,可以計(jì)算出電容器的電荷量。③知道電容器的電容和電荷量,可以計(jì)算兩極板間的電壓。3.如果做出電容器電荷量隨電電壓變化的圖像,應(yīng)該是一條過原點(diǎn)的直線。其斜率即為電容器的電容。C=【命題方向】如圖所示,彼此絕緣的同軸金屬圓管和圓柱分別帶上等量的異種電荷Q后,兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差為U,若兩導(dǎo)體分別帶上+2Q和﹣2Q的電荷,則它們間的電勢(shì)差為()A、2UB、4UC、8UD、16U分析:彼此絕緣的同軸金屬圓管和圓柱分別帶上等量的異種電荷后,構(gòu)成成一個(gè)電容器,帶電量變了后,電容未變,根據(jù)U=Q解答:電容器電量變了后,電容未變,由U=QC知,Q變?yōu)樵瓉淼膬杀叮妱?shì)差也變?yōu)樵瓉淼?倍。故B、C、D錯(cuò),故選:A。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵是掌握電容的定義式及影響電容的因素.【解題思路點(diǎn)撥】C=Q2.法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。(2)公式:E=nΔΦΔt【命題方向】下列幾種說法中正確的是()A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大B、線圈中磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大C、線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大D、線圈中磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大分析:本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容,明確電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化快慢有關(guān).解答:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大;故選:D。點(diǎn)評(píng):本題要求學(xué)生能夠區(qū)分磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率,能正確掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容.【解題方法點(diǎn)撥】1.對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解2.計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式有兩個(gè):一個(gè)是E=n△?△t,一個(gè)是E=Blvsinθ,計(jì)算時(shí)要能正確選用公式,一般求平均電動(dòng)勢(shì)選用E=n△?△t,求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)選用E=3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體橫截面的電量的計(jì)算:由q=I?△t,I=ER總,E=n△?△t,可導(dǎo)出電荷量3.豎直平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)旨在針對(duì)豎直平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型。模型比較復(fù)雜,可能需要綜合電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)與電路問題的結(jié)合、電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)的結(jié)合、電磁感應(yīng)與能量問題的結(jié)合、電磁感應(yīng)與動(dòng)量問題的結(jié)合等考點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。【命題方向】如圖所示,兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L(zhǎng),一理想電流表和一電阻R串聯(lián)后再與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處靜止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v;(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.分析:(1)導(dǎo)體棒最終穩(wěn)定時(shí),做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件和電磁感應(yīng)知識(shí)可求出B;(2)由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv求得速度.(3)據(jù)題意,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大,由機(jī)械能守恒定律求出最大速度,再求電流的最大值Im.解答:(1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)導(dǎo)體棒受到的重力和安培力平衡,則有BIL=mg解得:B(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv感應(yīng)電流I解得:v(3)由題意得導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大,設(shè)為vm由機(jī)械能守恒定律得,1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=BLvm解得Im=mg答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為B=(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v為v=(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im點(diǎn)評(píng):本題是基礎(chǔ)題,是電磁感應(yīng)知識(shí)、閉合電路歐姆、機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)單的綜合應(yīng)用,考查基本功,不能丟分.【解題思路點(diǎn)撥】導(dǎo)軌滑桿問題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合應(yīng)用,涉及動(dòng)力學(xué)、電路、能量、動(dòng)量等問題,難度較大,要認(rèn)真進(jìn)行分析。4.互感和互感現(xiàn)象【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.互感和互感電動(dòng)勢(shì):兩個(gè)相互靠近的線圈,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫作互感,這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作互感電動(dòng)勢(shì)2.應(yīng)用:利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈,如變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的.3.危害:互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)相互靠近的電路之間,在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作.(3)說明:互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,它不僅可以發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。【命題方向】互感現(xiàn)象時(shí)一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,可以發(fā)生在()A、繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間B、兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的電路之間C、兩個(gè)靜止的帶電導(dǎo)體之間D、兩條靠近的磁鐵之間分析:解答本題應(yīng)掌握:電磁感應(yīng)的現(xiàn)象﹣﹣﹣因磁通量的變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),形成感應(yīng)電流的現(xiàn)象.解答:電磁感應(yīng)指閉合回路中部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),或者穿過閉合線圈的磁通量變化,則回路中即可產(chǎn)生感應(yīng)電流,A、繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,符合題意,故A正確,B、兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的電路之間,不存在磁通量的變化,故B錯(cuò)誤;C、兩個(gè)靜止的帶電導(dǎo)體之間,不存在磁通量的變化,故C錯(cuò)誤;D、兩條靠近的磁鐵之間,不存在磁通量的變化,故D錯(cuò)誤;故選:A。點(diǎn)評(píng):考查電磁感應(yīng)的原理,知道互感現(xiàn)象的條件,注意穿過線圈的磁通量變化是判定是否發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的依據(jù).【解題思路點(diǎn)撥】1.互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,互感現(xiàn)象滿足電磁感應(yīng)的一般規(guī)律。2.互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路。收音機(jī)的“磁性天線”、變壓器都利用了互感現(xiàn)象。3.在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作,這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感。5.自感現(xiàn)象與自感系數(shù)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、自感1.概念:由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感,由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì).2.表達(dá)式:E=L△I3.自感系數(shù)L(1)相關(guān)因素:與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān).(2)單位:亨利(H,1mH=10﹣3H,1μH=10﹣6H).4.自感電動(dòng)勢(shì)的方向:由楞次定律可知,自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原來導(dǎo)體中電流的變化.當(dāng)回路中的電流增加時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)和原來電流的方向相反;當(dāng)回路中的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)和原來電流的方向相同.自感對(duì)電路中的電流變化有阻礙作用,使電流不能突變.【命題方向】下列說法正確的是()當(dāng)線圈中電流不變時(shí),線圈中沒有自感電動(dòng)勢(shì)當(dāng)線圈中電流反向時(shí).線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反當(dāng)線圈中電流增大時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反當(dāng)線圈中電流減小時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反根據(jù)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的條件和楞次定律分析有無自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生及自感電動(dòng)勢(shì)的方向.解:A、由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)線圈中電流不變時(shí),不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),故A正確;B、根據(jù)楞次定律可知,當(dāng)線圈中電流反向時(shí),相當(dāng)于電流減小,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相同,故B錯(cuò)誤;C、當(dāng)線圈中電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反,故C正確;D、當(dāng)線圈中電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相同,故D錯(cuò)誤。故選:AC。點(diǎn)評(píng):自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,遵循電磁感應(yīng)現(xiàn)象的普遍規(guī)律,即楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律.【解題方法點(diǎn)撥】對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解:1.產(chǎn)生原因:通過線圈的電流發(fā)生變化,導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,因而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.自感電動(dòng)勢(shì)的方向:當(dāng)原電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反;當(dāng)原電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同(即增反減同)。3.自感電動(dòng)勢(shì)的作用:總是阻礙原電流的變化,但原電流仍在變化,只是原電流的變化時(shí)間變長(zhǎng),即總是起著推遲電流變化的作用6.自感線圈對(duì)電路的影響【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.對(duì)自感現(xiàn)象的分析思路(1)明確通過自感線圈的電流大小的變化情況(是增大還是減小)。(2)根據(jù)“增反減同”,判斷自感電動(dòng)勢(shì)的方向。(3)分析阻礙的結(jié)果:當(dāng)電流增大時(shí),由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用,線圈中的電流逐漸增大,與線圈串聯(lián)的元件中的電流也逐漸增大;當(dāng)電流減小時(shí),由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用,線圈中的電流逐漸減小,與線圈串聯(lián)的元件中的電流也逐漸減小。2.自感現(xiàn)象中,燈泡的亮度變化問題(通電自感和斷電自感的比較)通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格,R=RL,L較大(有鐵芯)L很大(有鐵芯)現(xiàn)象在S閉合瞬間,燈A2立即亮起來,燈A1逐漸變亮,最終一樣亮在開關(guān)S斷開時(shí),燈A漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅原因由于開關(guān)閉合時(shí),流過電感線圈的電流迅速增大,使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙了電流的增大,使流過燈A1的電流比流過燈A2的電流增加得慢S斷開時(shí),線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間;燈A中電流反向不會(huì)立即熄滅.若RL<RA,原來的IL>IA,則A燈熄滅前要閃亮一下.若RL≥RA,原來的電流IL≤IA,則燈A逐漸熄滅不再閃亮一下能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能【命題方向】在如圖所示的電路中,a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感系數(shù)較大而電阻不能忽略的線圈,E為電源,S為開關(guān).關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的下列說法正確的是()A.合上開關(guān),a先亮,b后亮;穩(wěn)定后a、b一樣亮B.合上開關(guān),b先亮,a后亮;穩(wěn)定后b比a更亮一些C.?dāng)嚅_開關(guān),a逐漸熄滅、b先變得更亮后再與a同時(shí)熄滅D.?dāng)嚅_開關(guān),b逐漸熄滅、a先變得更亮后再與b同時(shí)熄滅分析:對(duì)于線圈來講通直流阻交流,通低頻率交流阻高頻率交流.解答:A、由于a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡,當(dāng)開關(guān)接通瞬間,b燈泡立刻發(fā)光,而a燈泡由于線圈的自感現(xiàn)象,導(dǎo)致燈泡漸漸變亮,由于兩燈泡并聯(lián),L的電阻不能忽略,所以穩(wěn)定后b比a更亮一些,故A錯(cuò)誤,B正確;C、當(dāng)開關(guān)斷開瞬間,兩燈泡串聯(lián),由線圈產(chǎn)生瞬間電壓提供電流,導(dǎo)致兩燈泡同時(shí)熄滅,而且亮度相同,故CD均錯(cuò)誤.故選:B.點(diǎn)評(píng):線圈的自感系數(shù)越大,頻率越高時(shí),感抗越高.同時(shí)線圈有阻礙電流的變化,注意的是燈泡會(huì)更亮的原因是電流變大的緣故.【解題方法點(diǎn)撥】1.解決自感問題的關(guān)鍵:(1)正確理解通電自感和斷電自感現(xiàn)象中自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)“原電流的變化”的阻礙作用,即延緩原電流的變化.(2)弄清電路的串、并聯(lián)關(guān)系.(3)電感線圈在通電瞬間相當(dāng)于一個(gè)阻值由很大逐漸變小的電阻,在斷電瞬間相當(dāng)于一個(gè)電源.在電流穩(wěn)定時(shí)純電感線圈相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線,非純電感線圈相當(dāng)于一定值電阻.2.判斷燈泡是否閃亮的方法(1)斷開開關(guān)后,燈泡是否瞬間變得更亮,取決于電路穩(wěn)定時(shí)兩支路中電流的大小關(guān)系,即由兩支路中電阻的大小關(guān)系決定。(2)若斷開開關(guān)后,線圈與燈泡不能組成閉合回路,則燈泡會(huì)立即熄滅。自感線圈直流電阻小與直流電阻不計(jì)含義不同,穩(wěn)定時(shí),前者相當(dāng)于定值電阻,后者出現(xiàn)短路。7.生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)之日起,便一直在改變著人們的生活.時(shí)至今日,生活中可以處處見到它的影子.無論是話筒,電磁爐,還是收音機(jī),發(fā)電機(jī),都是我們可以見到和聽到的物品.而且,在高中物理中,我們便不斷接觸與其應(yīng)用相關(guān)的題目,這些物品也曾作為物理試題的載體,不時(shí)出現(xiàn)在試卷中.現(xiàn)在看來,也是分外親切.1.動(dòng)圈式話筒在劇場(chǎng)和演講等活動(dòng)中,放大聲音已經(jīng)成為一種迫切的需要,而電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用已經(jīng)成功解決了這個(gè)問題.放大聲音的裝置由話筒,擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器三部分,其中話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置.動(dòng)圈式話筒,是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí),連接在膜片上的音圈也隨著一起振動(dòng),音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng),其中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小和方向都變化,變化的振幅和頻率由聲波決定,這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器,從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音.如今,話筒或者麥克風(fēng)已經(jīng)隨處可見.2.電磁爐相信有不少人都用過電磁爐加熱過食物,它的方便快捷為我們的日常飲食帶來很大的便利,對(duì)我們的飲食方式也產(chǎn)生了一定影響.電磁爐應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對(duì)食品進(jìn)行加熱.它的爐面是耐熱陶瓷板,交變電流通過陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時(shí),產(chǎn)生渦流,令鍋底迅速發(fā)熱,達(dá)到加熱食品的目的.電磁爐的灶臺(tái)臺(tái)面是一塊高強(qiáng)度、耐沖擊的陶瓷平板,臺(tái)面下邊裝有高頻感應(yīng)加熱線圈、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置及相應(yīng)的控制系統(tǒng),臺(tái)面的上面放有平底烹飪鍋.電磁爐的工作過程是:電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電,又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌^音頻的高頻交流電,將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應(yīng)加熱線圈上,由此產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng).其磁力線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于金屬鍋.在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生.渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換,所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源.3.電磁感應(yīng)燈電磁感應(yīng)燈作為照明工具中的新發(fā)明,具有許多傳統(tǒng)照明工具所沒有的優(yōu)勢(shì).它具有十萬小時(shí)的高使用壽命,同時(shí)又免維護(hù)費(fèi)用.而且它的光源質(zhì)量更高,高顯色性使物體的本身的顏色即明亮又逼真,電磁感應(yīng)燈還具有更可靠的瞬間啟動(dòng)性能,同時(shí)低熱量輸出,具有更可靠的抵抗電壓劇烈波動(dòng)的能力,其照明也更加節(jié)能,能夠減少二氧化碳排放量.同時(shí),電磁感應(yīng)燈的暖白光比黃色的鈉燈更合適應(yīng)用于道路照明,光照溫和,可以保證道路行駛的安全性和舒適性電磁感應(yīng)燈沒有電極,依靠電磁感應(yīng)和氣體放電的基本原理而發(fā)光.沒有燈絲和電極使燈泡的壽命長(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí),是白熾燈的100倍,高壓氣體放電燈的5~15倍,緊湊熒光燈的5倍~10倍.基于上述原理,氣體通過磁場(chǎng)放電而產(chǎn)生了可見光.即由電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的頻率為230KHz,金屬線圈磁環(huán)組成的電磁變壓器在玻璃管(含有特殊工作氣體)周圍創(chuàng)造了磁場(chǎng).由線圈引起的放電路徑形成一個(gè)閉路,從而引起自由電子的加速度.這些自由電子和汞原子相碰撞而激發(fā)了電子.因?yàn)榧せ畹碾娮訌母吣軕B(tài)退到低能態(tài),他們放射出紫外線,當(dāng)通過玻璃管表面的三基色熒光粉時(shí),產(chǎn)生的紫外線轉(zhuǎn)化成可見光.在能源危機(jī)和溫室效應(yīng)益發(fā)嚴(yán)重的今日,各國(guó)都在不斷強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要性.在這種大環(huán)境下,符合環(huán)保照明和綠色照明的要求的電磁感應(yīng)燈,有著推廣和普及的巨大潛力.暖白光這一先進(jìn)的理念已經(jīng)在美國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)、挪威等國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用.4.變壓器變壓器是利用電磁感應(yīng)原理,從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器.其輸送電流的多少由用電器的功率決定.高中時(shí)期的試題中有許多相關(guān)的計(jì)算問題.變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓.變壓器由鐵芯和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈.在發(fā)電機(jī)中,不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì),此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng),這是互感應(yīng)的原理.變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng),變換電壓,電流和阻抗的器件.5.手機(jī)充電器對(duì)于手機(jī),或許是現(xiàn)在生活中與我們聯(lián)系最為緊密的電子產(chǎn)品之一了.給手機(jī)充電幾乎是每日必做的事情,以前卻從未考慮過手機(jī)充電電源的原理.所有手機(jī)充電器其實(shí)都是由一個(gè)穩(wěn)定電源(主要是穩(wěn)壓電源、提供穩(wěn)定工作電壓和足夠的電流)加上必要的恒流、限壓、限時(shí)等控制電路構(gòu)成.它和變壓器原理幾近相同.6.磁帶錄音機(jī)自有了手機(jī)等產(chǎn)品之后,許多功能集于一體,錄音這種功能也一并存在,磁帶錄音機(jī)聽來或許會(huì)讓
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