高中物理 第2章 楞次定律和自感现象 第3节 自感现象的应用学业分层测评 鲁科版选修3-2

自感现象的应用 (建议用时：45分钟)学业达标1关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有()A是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间B是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光C日光灯发出的其实就是紫外线D日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光【解析】日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光故选项D正确【答案】D2关于日光灯下列说法中正确的是()A日光灯是常用的照明灯具之一，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的B灯管内气体的击穿电压和正常工作电压都是220 VC灯管发光是由于管内的气体被加热到炽热状态，发出的光D让日光灯正常工作，必须一直给其提供比220 V高很多的电压【解析】日光灯比白炽灯发光效率高，属于节能的灯具，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的，故选项A正确灯管启动电压高于220 V、正常工作电压低于220 V，选项B、D错误灯管发光是因为灯管两端炽热的灯丝释放出大量电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光选项C错误【答案】A3镇流器是由一个线圈和铁芯构成的，下列说法中正确的是()A镇流器中加入铁芯变成了电磁铁，在日光灯电路中起开关的作用B镇流器在日光灯正常发光后，只消耗电能，为了节能可以把它短路C日光灯电路中的镇流器可以用白炽灯泡来替代D镇流器中的铁芯是为了增大自感系数【解析】镇流器中加入铁芯是为了增大线圈整体的自感系数，进而产生更大的自感电动势以击穿灯管内气体而导通；灯管导通后镇流器又起降压限流作用，故不可将其短路，且在启动时不可用白炽灯泡来代替故D正确【答案】D4下列关于日光灯启动器的说法中正确的有() 【导学号：78870032】启动器由氖管和电容器并联组成没有电容器，启动器无法正常工作电容器击穿后，日光灯管仍能正常发光启动器起着自动开关的作用ABCD【解析】启动器主要是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个是静触片，另一个是由两个膨胀系数不同的金属片制成的U形动触片启动器相当于一个自动开关，在日光灯点燃前它是接通的，在日光灯点燃后它是断开的它应与镇流器串联，与日光灯管只能并联连接电容器与氖管并联，它的作用是防止产生电火花击穿后成为导体使氖管短路【答案】C5(多选)下列对日光灯元件的认识，正确的是()A启动器氖管内的氖气在较低电压下发光，但不适于照明B灯管内的汞蒸气在较高电压下发光且适合照明C启动器中的电容器是使动、静触片在分离时不产生火花D灯管内壁的荧光物质是在灯丝发出的电子激发下发光的【解析】启动器相当于自动开关，配合镇流器产生瞬时高压，启动器发光时间短且弱，不适于照明，选项A正确，电容器的作用是在动、静触片分离时不产生火花，以避免烧毁触片，选项C正确灯管内汞蒸气在高电压导通，炽热灯丝发出的大量电子与汞原子碰撞而放出紫外线，荧光物质在紫外线照射下发出可见光，选项B、D均错误【答案】AC6下列说法正确的是()A感应圈的工作原理是电磁感应现象B日光灯和白炽灯一样，都可接在直流电路中正常工作C感应圈中的两个线圈的匝数一样多D一个标有“220 V40 W”的日光灯管，用欧姆表测灯管两端，读数约为1 210 【解析】感应圈就是利用了电路中的电流不断地变化产生感应电动势的，当电流变化较快时，产生高压，故选项A正确；日光灯必须接在交流电路中，故选项B错误；在感应圈中次级线圈的匝数要多于初级线圈，在次级线圈中得到较高的电压，故选项C错误；日光灯在不接通时，处于断路，故电阻为无穷大，选项D错误【答案】A7(多选)下列利用了感应圈的是()A煤气灶电子点火装置B汽车发动机点火装置C自动设备中的延时继电器D物理、化学实验中的小功率高压电源【解析】煤气灶电子点火装置、汽车发电机点火装置都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的，A、B正确物理、化学实验中的小功率电源是利用感应圈通过低压直流电源获得高电压，D正确延时继电器是利用线圈的电磁感应来正常工作的，没有用到感应圈，C错误【答案】ABD8下列关于电焊机的说法正确的是()A电焊时，焊条与工件始终接触B电焊时，是靠流过焊条与工件接触电阻的电流的热效应完成的C电焊时，点火电压很高，约为几万伏D电焊时，电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化，冷却后焊接处就熔为一体【解析】电焊时，先把焊条与被焊的工件短暂接触，然后迅速将焊条提起，与工件保持4 mm5 mm的距离，故选项A错；电焊时，是靠电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化进行焊接，故选项B错，D对；电焊时，点火电压约为70 V，并不高，故C错【答案】D能力提升9.如图234所示，在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是()图234A日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压B日光灯正常工作时，起降压限流的作用C起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)D启动器内的电容器毫无作用【解析】日光灯启动时，镇流器为灯管提供瞬时高压，日光灯正常工作时，镇流器起降压限流的作用启动器只是起一个自动开关的作用，故A、B错误，C正确；启动器内的电容器的作用是在动、静触片分离时避免产生火花而烧坏触片，对启动器起保护作用，故D错误【答案】C10人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、启动器启动器的构造如图235所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个纸质电容器C，现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是() 【导学号：78870033】图235A启动器两脚A、B与启动器座接触不良B电容器C断路C电容器C击穿而短路D镇流器自感系数L太大【解析】题目说镇流器无故障，故D项错误日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即启动器接通，但不能自动断开，说明电容器C短路了，选C.【答案】C11日光灯管的寿命和开关次数有密切关系，频繁开关会使灯管的寿命大大缩短，据统计，同样的日光灯，连续点燃不关，点亮的时间要比每昼夜开关八次的日光灯点亮时间长两倍半，为什么频繁开关会影响灯管的寿命？ 【导学号：78870034】【解析】日光灯在通电启动的一瞬间，气体放电，日光灯灯丝不但要发射热电子，还要受到带电粒子强有力的轰击，每启动一次，要消耗大量的电子，还要受到高电压冲击一次，启动的次数越多，灯丝的寿命越短【答案】见解析12.如图236所示的电路，已知E12 V，r1 ，R12 ，R29 ，R315 ，L2H，线圈电阻不计开始开关S接到A点，电路中电流恒定，若将开关S接到B点的瞬间，线圈L中产生的最大自感电动势是多大？图236【解析】当开关S接到A点时，通过线圈L的恒定电流可以由欧姆定律求得，即I0E/(R1R2r)1 A.当开关S接到B点的瞬间，线圈L中的电流不能突变，仍为I01 A，此时线圈L、电阻R2、R3构成回路，线圈L中产生的最大自感电动势是E自I0(R2R3)24 V.【答案】24 V