2016-2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象第2节自感学业分层测评鲁科版选修

自感(建议用时：45分钟)学业达标1关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是()A线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D自感电动势总与原电流方向相反【解析】线圈的自感系数L只由线圈本身的因素决定，选项A错误由E自L知，E自与成正比，与I无直接关系，选项B错误，C正确E自方向在电流增大时与原电流方向相反，在电流减小时与原电流方向相同，选项D错误【答案】C2(多选)下列说法正确的是()A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流先减小后反向增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错【答案】AC3.如图224所示的是自感现象的实验装置，A是灯泡，L是带铁芯的线圈，E为电源，S是开关下述判断正确的是() 【导学号：78870029】图224AS接通的瞬间，L产生自感电动势，S接通后和断开瞬间L不产生自感电动势BS断开的瞬间L产生自感电动势，S接通瞬间和接通后L不产生自感电动势CS在接通或断开的瞬间L都产生自感电动势，S接通后L不再产生自感电动势DS在接通或断开瞬间以及S接通后，L一直产生自感电动势【解析】S断开和接通瞬间，通过线圈的电流都发生变化，都产生感应电动势，S接通后通过线圈的电流不再变化，没有感应电动势产生，故A、B、D错误，C正确【答案】C4(多选)某线圈通有如图225所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有()图225A第1 s末B第2 s末C第3 s末D第4 s末【解析】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；当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反在01s内原电流沿正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向；在12s内原电流沿负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析23 s、34 s、45 s内自感电动势的方向分别是沿负方向、负方向、正方向，可得正确答案为选项B、 D.【答案】BD5. (多选)如图226所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格相同的小灯泡下列判断正确的是()图226A开关S闭合时，D1先亮，D2后亮B闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮C断开S时，D1闪亮一下D断开S时，D1、D2均不立即熄灭【解析】开关S闭合时D1，D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B对断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错【答案】BC6.如图227所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2，零点均在刻度盘的中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后再断开开关S的瞬间，下述说法中正确的是() 【导学号：78870030】图227AG1指针向右摆，G2指针向左摆BG1指针向左摆，G2指针向右摆CG1、G2的指针都向右摆DG1、G2的指针都向左摆【解析】在电路接通后再断开开关S的瞬间，由于线圈L中的原电流突然减小，线圈L中产生自感现象，线圈中的电流逐渐减小，电流流经L、G2、R、G1，方向顺时针，由于从表G1的“”接线柱流入，表G2的“”接线柱流入，因此G1指针右偏，表G2的指针左偏，答案选A.【答案】A7如图228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() 【导学号：78870031】图228AS闭合瞬间，A板带正电，B板带负电BS保持闭合，A板带正电，B板带负电CS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【解析】S闭合瞬间，通过L的电流增大，L产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，A项正确；S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；S断开瞬间，通过L的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在L、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项错误综上D项错误【答案】A8.如图229所示，R1、R2的阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0.现将S闭合，于是电路中产生自感电动势，自感电动势的作用是()图229A使电路的电流减小，最后由I0减小到零B有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0【解析】当S闭合时，电路中电阻减小，电流增大，线圈的作用是阻碍电流的增大，选项A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度减缓，选项B、C错误；最后达到稳定时，I2I0，故选项D正确【答案】D能力提升9(多选)如图2210所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则()图2210A闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C稳定后，L和R两端电势差一定相同D稳定后，A1和A2两端电势差不相同【解析】闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们的电压相同，L和R两端电势差一定相同，选项B、C正确，A、D错误【答案】BC10如图2211所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()图2211【解析】S闭合时，由于自感L的作用，经过一段时间电流稳定时L电阻不计可见电路的外阻是从大变小的过程由U外E可知U外也是从大变小的过程t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中电流从B向A且中间流过D，所以t1时刻UAB反向，B正确【答案】B11.如图2212所示，电源的电动势E15 V，内阻忽略不计R15 ，R215 ，电感线圈的电阻不计，求当开关S接通的瞬间，S接通达到稳定时及S切断的瞬间流过R1的电流图2212【解析】开关S接通瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R1的电流为I1A3 A.开关S断开瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为3 A.【答案】03 A3 A12.如图2213所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t1103s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图2214)已知电源电动势E6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 ，电阻R的阻值为2 .求：图2213图2214(1)线圈的直流电阻RL是多少？(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势【解析】由图象可知S闭合稳定时IL1.5 ARLR 2 2 此时小灯泡电流I1 A1 AS断开后，L、R、R1组成临时回路电流由1.5 A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势EIL(RRLR1)15 V.【答案】(1)2(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭(3)156