【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：自感现象 日光灯 涡流

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【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：自感现象 日光灯 涡流 一、单项选择题（共18小题；共72分）1. 以下属于涡流现象的应用的是   A. 某家用电烤箱 B. 监考老师手中的金属探测器 C. 高压带电作业屏蔽服 D. 车载充电器 2. 同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较   A. 金属块中涡流较大，热功率也较大 B. 硅钢片中涡流较大，热功率也较大 C. 金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大 D. 硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大 3. 电磁炉是利用涡流加热的。它利用交变电流通过线圈产生变化的磁场，当通过锅底的磁通量发生变化时，就会在锅底产生无数小涡流，使锅体本身高速发热，从而达到烹任食物的目的。因此，下列的锅类或容器不适用于电磁炉的有   A. 煮中药的瓦罐 B. 不锈钢水壶 C. 平底铸铁炒锅 D. 不锈钢锅 4. 如图所示为演示自感现象的电路图，其中 R0 为定值电阻，电源电动势为 E 、内阻为 r，小灯泡的灯丝电阻为 R （可视为不变 ）， 电感线圈的自感系数为 L 、电阻为 RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关 S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭，但实验时发现“闪亮”现象并不明显。为了在上述实验过程中观察到更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是   A. 更换电感线圈中的铁芯，使 L 减小 B. 更换电感线圈中的铁芯，使 L 增大 C. 更换电感线圈，保持 L 不变，使 RL 减小 D. 更换电感线圈，保持 L 不变，使 RL 增大 5. 如图所示的电路，开关闭合，电路处于稳定状态。在某一时刻，突然断开开关 S，则通过电阻 R1 的电流 I 随时间变化的图线可能是选项图中的   A. B. C. D. 6. 如图所示是演示自感现象的电路，A1 与 A2 是完全相同的灯泡，电阻均为 R；在开关 S2 断开、 S1 闭合并且电路稳定时两灯的亮度一样。现闭合开关 S2，待电路稳定后，突然断开开关 S1 的瞬间，下列说法正确的是   A. A1 立即熄灭 B. A1 先是变得更亮，再逐渐变暗直至熄灭 C. 有短暂电流流过 A2，方向向右 D. 有短暂电流流过 A1，方向向左 7. 下列哪些单位关系是不正确的   A. 1亨=1欧⋅秒 B. 1亨=1伏⋅安/秒 C. 1伏=1韦/秒 D. 1伏=1亨⋅安/秒 8. 如图所示，线圈 L 的直流电阻不计，R1 、 R2 为定值电阻，C 为电容器。下列说法中正确的是   A. 合上开关的瞬间，R1 中无电流 B. 合上开关稳定后，R2 中无电流 C. 合上开关稳定后，断开 S 的瞬间，通过 R1 的电流方向向右 D. 合上开关稳定后，断开 S 的瞬间，通过 R2 的电流方向向右 9. 如图所示，闭合金属铜环从高为 h 的曲面落下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则   A. 若是匀强磁场，环上升的高度小于 h B. 若是匀强磁场，环上升的高度大于 h C. 若是非匀强磁场，环上升的高度等于 h D. 若是非匀强磁场，环上升的高度小于 h 10. 下列情况中不可能产生涡流的是   A. 把金属块放于匀强磁场中 B. 让金属块在磁场中匀速运动 C. 让金属块在磁场中加速运动 D. 把金属块放于变化的磁场中 11. 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈 L 、小灯泡 A 、开关 S 和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是   A. 电源的内阻较大 B. 小灯泡电阻偏大 C. 线圈电阻偏大 D. 线圈的自感系数较大 12. 如图所示的电路中，当开关断开后，灯 A 还可以延长发光时间，甚至还会闪亮一下。关于灯 A 延长发光的能量从何而来，下列说法中正确的是   A. 电路中移动电荷由于有惯性，把动能转化为电能 B. 线圈的磁场能转化为电能 C. 导线发热产生的内能转化为电能 D. 以上说法都不对 13. 如图所示电路中，S 是闭合的，此时流过线圈的电流为 I1，流过灯泡 A 的电流为 I2，且 I1>I2。在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的   A. B. C. D. 14. 带铁芯的电感线圈 L 的直流电阻与定值电阻 R 的阻值相同，将它们并联接在如图电路中，以下关于电路中电流变化判断正确的是   A. 闭合 K 瞬间，电流表 A1 指针偏转方向与电流表 A2 的相反 B. 闭合 K 瞬间，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数 C. 断开 K 瞬间，电流表 A1 指针偏转方向与电流表 A2 的相同 D. 断开 K 瞬间，电流表 A1 的示数大于电流表 A1 的示数 15. 在如图所示的电路中，线圈 L 的自感系数很大，其电阻可忽略，A 、 B 是完全相同的灯泡，则当开关 S 闭合时   A. A 比 B 先亮，然后 A 熄灭 B. B 比 A 先亮，然后 B 又逐渐变暗 C. A 、 B 一起亮，然后 A 熄灭 D. A 、 B 一起亮，然后 B 熄灭 16. 如图所示，电路中的 A 、 B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容很大的电容器。当开关 S 断开与闭合时，A 、 B 灯泡发光情况是   A. S 刚闭合后，A 灯亮一下又逐渐变暗，B 灯逐渐变亮 B. S 刚闭合后，B 灯亮一下又逐渐变暗，A 灯逐渐变亮 C. S 闭合足够长时间后，A 灯泡和 B 灯泡一样亮 D. S 闭合足够长时间后再断开，A 、 B 灯逐渐熄灭 17. 如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 OO′ 转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则   A. 线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同 B. 线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小 C. 线圈中产生恒定电流 D. 线圈中感应电流方向始终是 abcda 18. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块   A. 在 P 和 Q 中都做自由落体运动 B. 在两个下落过程中的机械能都守恒 C. 在 P 中的下落时间比在 Q 中的长 D. 落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大 二、双项选择题（共12小题；共48分）19. 如图所示为演示电磁驱动的装置，图中①是磁铁，②是电机，当电机带动磁铁旋转时，靠近它们的金属圆盘（图中③）也会绕轴转动起来。关于电磁驱动与电磁阻尼，下列说法正确的是   A. 电磁驱动是一种非接触传动，它减小了皮带或齿轮传动的粉尘、噪音、震动等危害，还能避免磨损问题 B. 电磁驱动离不开涡流，正是磁场对涡流的作用力，实现了这种非接触传动，而且磁铁和圆盘的转速可以达到同步 C. 电磁驱动效率可以达到 100% D. 磁电式仪表运输过程中用导线将正负接线柱短接，利用了电磁阻尼 20. 一个线圈的电流强度在均匀增大，则这个线圈的   A. 自感系数也将均匀增大 B. 自感电动势也将均匀增大 C. 磁通量也将均匀增大 D. 自感系数、自感电动势都不变 21. 关于线圈的自感系数和自感电动势的大小，下列说法正确的是   A. 线圈的自感系数是由线圈本身的形状结构决定的 B. 线圈的自感系数的大小跟线圈中电流变化大小有关 C. 自感电动势的大小跟线圈中磁通量变化大小有关 D. 自感电动势的大小跟线圈中电流变化大小有关 22. 闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落直至穿过线圈，在此过程中，下列说法正确的是   A. 磁铁下落过程机械能守恒 B. 磁铁的机械能增加 C. 磁铁的机械能减少 D. 线圈增加的热能是由磁铁减少的机被能转化而来的 23. 如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有   A. 增加线圈的匝数 B. 将金属杯换为瓷杯 C. 取走线圈中的铁芯 D. 提高交流电源的频率 24. 如图所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同的两只灯泡，线圈 L 的电阻可以忽略。下面说法中正确的是   A. 闭合开关 S 接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，最后一样亮 B. 闭合开关 S 接通电路时，A1 和 A2 始终一样亮 C. 断开开关 S 切断电路时，A2 立刻熄灭，A1 过一会儿才熄灭 D. 断开开关 S 切断电路时，A1 、 A2 都要过一会儿才熄灭 25. 如图所示是研究通电自感实验的电路图，A1 、 A2 是两个规格相同的小灯泡，闭合开关 S，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，再重新闭合开关 S，则   A. 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 26. 电磁感应铝箔封口机被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中。如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是   A. 封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B. 封口机工作时封口头内的线圈中有短时间的恒定电流通过 C. 可以通过控制封口头内线圈中电流的频率来设定铝箔发热的功率 D. 封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直 27. 如图所示，A 、 B 、 C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则   A. S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭 B. S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭 C. 电路接通稳定后，BC 灯亮度相同，A 灯熄灭 D. 电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭 28. 图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈。实验时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相同。下列说法正确的是   A. 图 1 中，L1 的电阻大于 A1 的电阻 B. 图 1 中，A1 闪亮时，流过 A1 的电流方向向左 C. 图 2 中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D. 图 2 中，闭合 S2 瞬间，L2 中电流与变阻器 R 中电流等大 29. 如图所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同的灯泡，线圈 L 的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是   A. 闭合电键 S 接通电路时，A2 始终比 A1 亮 B. 闭合电键 S 接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，最后一样亮 C. 断开电键 S 切断电路时，A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭 D. 断开电键 S 切断电路时，A2 先熄灭，A1 过一会儿才熄灭 30. 如图所示，A 、 B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则   A. 开关 S 闭合的瞬间，A 、 B 同时发光，随后 A 灯变暗，B 灯变亮 B. 开关 S 闭合的瞬间，B 灯亮，A 灯不亮 C. 断开开关 S 的瞬间，A 、 B 灯同时熄灭 D. 断开开关 S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭答案第一部分1. B【解析】电烤箱是利用电流的热效应工作的，选项A不符合题意；监考老师手中的金属探测器，可以探测人身是否携带通讯设备（金属制品），是通过金属中产生涡流而使报警器发出报警信号的，选项B符合题意；高压作业人员穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业，利用了静电屏蔽原理，选项C不符合题意；车载充电器工作时利用的是变压器原理，选项D不符合题意。2. A3. A4. C【解析】闭合开关 S 在电路稳定的情况下，若 RLIR；断开开关 S 的一瞬间，灯泡中的电流 IR 立刻消失，但由于线圈的自感作用，IL 不能立刻减小，线圈和灯泡组成回路，IL 流过灯泡；由于 IL>IR，在 IL 流过灯泡的一瞬间，灯泡出现“闪亮”现象。要想使“闪亮”现象更加明显，则在 S 闭合电路稳定时，IL 比 IR 大更多才行，减小 RL，可使 IL 比 IR 大更多，选项C正确。5. D【解析】当断开开关的瞬间，原来通过 R1 的电流立即消失，自感线圈中产生自感电动势阻碍自身电流的变化，相当于电源，与 R2 、电流表 A 、 R1 构成闭合回路，自感线圈中的电流流过电阻 R1，其方向与原来流过电阻 R1 的电流方向相反，逐渐减小，最后为 0，选项D正确，A、B、C错误。6. D【解析】开始 S2 断开、 S1 闭合，电路稳定时两灯的亮度相同，且已知 A1 、 A2 两完全相同的灯泡的电阻均为 R，故线圈的直流电阻为 R。S1 、 S2 都闭合且电路稳定时，流过 L 、 A1 、 A2 、 R 的电流都相同。此时断开 S1，线圈 L 和灯泡 A1 、开关 S2 组成回路，由于线圈 L 的自感作用，产生自感电动势，回路中的电流从原来电流大小逐渐减小，灯泡 A1 从原来亮度逐渐变暗，流过 A1 的电流从右向左，而灯泡 A2 立即熄灭。综上可知，选项A、B 、C错误，选项D正确。7. B8. D【解析】合上开关的瞬间，R1 中有电流，选项A错误；合上开关稳定后，R1 被 L 短路无电流 R2 中有电流，选项B错误；合上开关稳定后，断开 S 的瞬间，L 产生自感电动势，阻碍电流的减小，L 与 R1 构成回路，故 R1 中电流方向向左，选项C错误；合上开关稳定后，断开 S 的瞬间，由于电容器要放电，R2 中电流方向向右，选项D正确。9. D10. A11. C【解析】小灯泡没有出现闪亮现象是因为断电后电路中的小灯泡两端电压太小。因断电后电路与电源脱离关系，线圈与灯泡组成闭合回路，故电源内阻大小对自感无影响，A 错误；若小灯泡电阻偏大，则分得的电压就大，这有助于出现闪亮现象，B 错误；若线圈电阻偏大，在自感电动势一定的情况下，线圈内阻上的电压偏大，相应灯泡两端的电压就偏小，这不利于出现闪亮现象，C 正确；线圈自感系数越大，产生的自感电动势越大，这有利于闪亮现象的出现，故 D 错误。12. B13. D14. B15. B16. A17. B18. C【解析】当小磁块在光滑的铜管 P 下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因磁场，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误；由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B错误；在铜管中小磁块受到安培阻力，则在 P 中的下落时间比在 Q 中的长，故C正确；根据动能定理可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的小，故D错误。第二部分19. A， D【解析】电磁驱动利用磁场对涡流的作用力，实现了非接触传动，减了皮带或齿轮传动的粉尘、噪音、震动等危害，还能避免磨损问题，但磁铁与圆盘的转速不可能达到同步，要有速度差，选项A正确，B错误；涡流要消耗能量，所以电磁驱动效率必定小于 100%，选项C错误；磁电式仪表运输过程中用导线将正负接线柱短接，当指针摆动时产生感应电流，要阻碍转子的运动，利用了电磁阻尼，选项D正确。20. C， D21. A， D22. C， D23. A， D【解析】由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流；从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率；则可以缩短加热时间；故AD正确；将杯子换作瓷杯不会产生涡流；则无法加热水，故B错误；取走铁芯磁场减弱，则加热时间变长；故C错误。24. A， D25. B， C【解析】根据题设条件可知，闭合开关 S，调节电阻 R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻 R 接入电路的阻值与线圈 L 的电阻一样大，断开开关 S，再重新闭合开关 S 的瞬间，根据自感原理，可判断 A2 立刻变亮，而 A1 逐渐变亮，B正确，A错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件，可判断线圈 L 和 R 两端的电势差一定相同，A1 和 A2 两端电势差也相同，所以，C正确，D错误．26. C， D【解析】由涡流的产生原理可知，当磁感线穿过封口处的铝箔材料时，铝箔中产生涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替，则不能产生涡流，不能起到加热的作用，选项A错误；由涡流的产生原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈中有高频变化的电流，选项B错误；若改变封口头内线圈中电流的频率，则电流产生的交变磁场的频率也发生改变，则周期改变，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的感应电动势改变，则产生的涡流大小改变，封口过程中铝箔的发热功率改变，所以可以通过控制封口头内线圈中电流的频率来设定铝箔发热的功率，选项C正确；由封口机的工作原理可知，封口头内线圈中电流产生的磁场发生改变时，铝箔表面的磁通量发生改变，产生涡流，当封口头内线圈中电流产生的磁场方向与铝箔表面垂直时，在铝箔内部产生的涡流效果最好，选项D正确。27. A， C28. B， C29. B， C30. A， D【解析】电键 S 闭合的瞬间，电流同时流过 A 和 B，所以 A 、 B 同时发光，电感线圈对电流的阻碍作用逐渐减小，直至为零，此时灯泡 A 熄灭，回路电阻减小，灯泡 B 更亮，A对；断开电键 S 的瞬间，电感线圈产生与原电流相同的自感电流，流过 A，而灯泡 B 没有电流通过立即熄灭，A 闪一下再熄灭，D对.