2022届高考物理选择题专题强化训练：自感现象 日光灯 涡流(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：自感现象 日光灯 涡流(北京使用)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直的转轴 OOʹ 自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法正确的是
A. 铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
B. 铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
C. 铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大
D. 铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零

2. 变压器的铁芯不是用整块铁做成，而是用许多涂有氧化层的薄硅钢片叠合而成，这样做主要是
A. 节省钢铁材料，使小块的铁片边角料得以利用
B. 硅钢片电阻率小，减小铁芯产生热量
C. 避免产生涡流，使铁芯不产生热量
D. 减少涡流产生，减少铁芯产生热量

3. 关于线圈的自感系数，下列说法正确的是
A. 线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B. 线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零
C. 线圈中电流变化越快，自感系数越大
D. 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

4. 如图 1 所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图 2 所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），则摆动迅速停止。关于该实验，以下分析与结论正确的是
A. 如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
B. 用闭合的铜制线圈替代铜块，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
C. 在图 2 情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少
D. 在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力

5. 关于线圈的自感系数，下面说法正确的是
A. 线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大
B. 线圈中的电流变化越快，自感系数越大
C. 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
D. 线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零

6. 如图中灯泡 A1 、 A2 完全相同，带铁芯的线圈 L 的电阻可忽略不计，则
A. S 闭合瞬间，A1 、 A2 同时发光，接着 A1 变暗 A2 变得更亮
B. S 闭合瞬间，A1 不亮 A2 立即亮
C. S 闭合瞬间，A1 、 A2 都不立即亮
D. 稳定后再断开 S 瞬间，A1 熄灭，A1 灯亮且比 A2 更亮

7. 通过一个线圈的电流在均匀增大时，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. 磁通量保持不变D. 自感系数和自感电动势不变

8. 通过一个线圈的电流在均匀增大时，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. 磁通量保持不变D. 自感系数和自感电动势不变

9. 如图所示电路中，L 是一个带铁芯的线圈，R 为纯电阻，两支路的直流电阻相等，A1 、 A2 为双向电流表，在接通和断开开关 S 的瞬间，两电流表读数 I1 、 I2 分别是
A. I1I2B. I1
10. 在制造精密电阻时，为消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是
A. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D. 以上说法均不正确

11. 如图所示是测定自感系数很大的线圈 L 直流电阻的电路，L 两端并联以只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，拆除电路时应
A. 先断开 S1 B. 先断开 S2 C. 先拆除电流表D. 先拆除电阻 R

12. 在制造精密电阻时，为了消除在试用过程中由于电流变化引起的自感现象，往往采用双线绕法，如图所示。其原理是
A. 电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B. 电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流会互相抵消
C. 电路中电流变化时，两股导线产生的磁通量的变化量互相抵消
D. 电路中电流变化时，电流的改变量互相抵消

13. 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

14. 如图所示，L 为一个自感系数大的电感线圈，开关闭合后，小灯泡能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是
A. 小灯泡逐渐变亮；小灯泡立即熄灭
B. 小灯泡立即亮；小灯泡立即熄灭
C. 小灯泡逐渐变亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭
D. 小灯泡立即亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭

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，电阻 R 和线圈自感系数 L 的值都较大，电感线圈的电阻不计，A 、 B 是两只完全相同的灯泡，当开关 S 闭合时，电路可能出现的情况是
A. A 、 B 一起亮，然后 A 熄灭B. A 、 B 一起亮，然后 B 熄灭
C. B 比 A 先亮，然后 B 熄灭D. A 比 B 先亮，然后 A 熄灭

17. 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，A1 与 L1 的电阻值相同
B. 图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流
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 中电流相等

18. 在如图所示的电路中，开关 S 是闭合的，此时流过线圈 L 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 A 的电流随时间变化的图象是图中的
A. B.
C. D.

二、双项选择题（共11小题；共44分）
19. 关于自感现象，下列说法中正确的是
A. 自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象
B. 自感电动势总是阻碍原电流的变化
C. 自感电动势的方向总是与原电流的方向相反
D. 自感电动势的方向总是与原电流的方向相同

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. 关于自感现象，下列说法中正确的是
A. 对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大
B. 线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大
C. 感应电流不一定和原电流方向相反
D. 对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大

22. 如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1 、 D2 是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是
A. 刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1 、 D2 的电流大小相等
B. 刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1 、 D2 的电流大小不相等
C. 闭合开关 S 待电路达到稳定，D2 熄灭，D1 比原来更亮
D. 闭合开关 S 待电路达到稳定，再将 S 断开的瞬间，D2 立即熄灭，D1 闪亮一下再熄灭

23. 某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻是
A. 第 1 s 末B. 第 2 s 末C. 第 3 s 末D. 第 4 s 末

24. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为
A. 增大涡流，提高变压器的效率
B. 减小涡流，提高变压器的效率
C. 增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
D. 增大铁芯中的电阻，以减小发热量

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. 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

27. 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，A1 的电阻大于 L1 的电阻
B. 图 1 中，闭合 S1 ，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流
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 中电流相等

28. 有多款智能手机支持无线充电，如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是
A. 手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
B. 如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中 c 点的电势低于 d 点的电势
C. 在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压
D. 受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

29. 如图所示，线圈 L 的电阻不计，则
A. 开关 S 刚闭合时，灯立即正常发光
B. 当灯正常发光时，电容器不带电
C. 开关 S 断开瞬间，灯熄灭，电容器不带电
D. 开关 S 断开瞬间，灯熄灭，电容器的 A 板带负电

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 下列关于互感现象的说法正确的是
A. 一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B. 互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律
C. 利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D. 在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作
答案
第一部分
1. A
【解析】铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的，选项A正确；铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢有关，但铝框比磁铁转动的慢，选项B错误；铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流为零，选项C错误；铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力等大反向，选项D错误。
2. D
3. D
4. C
【解析】此实验的原理是：当磁铁在铜块正上方摆动时，在铜块中产生涡流，涡流的磁场阻碍磁铁的运动。如果将磁铁的磁极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项A错误；用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而对磁铁的运动产生阻碍作用，则重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项B错误；在图 2 情况中，磁铁下摆和上摆过程中，铜块均会产生涡流，从而消耗机械能，则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，选项C正确；在摆动过程中，铜块对磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受磁铁的作用力，选项D错误。
5. C
【解析】线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、D错误，C正确；自感电动势的大小除了与线圈自感系数有关外，还与电流的变化率有关，故选项A错误。
6. A
7. D
8. D
9. B
10. C
【解析】由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会发生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有选项C正确。
11. B
12. C
13. B
14. A
15. B
16. A
17. C
【解析】断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，由于线圈 L1 的自感，通过 L1 的电流逐渐减小，且通过 A1，即自感电流会大于原来通过 A1 的电流，说明闭合 S1，电路稳定时，通过 A1 的电流小于通过 L1 的电流，L1 的电阻小于 A1 的电阻，AB错误；闭合 S2，电路稳定时，A2 与 A3 的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器 R 与 L2 的电阻值相同，C正确；闭合开关 S2，A2 逐渐变亮，而 A3 立即变亮，说明 L2 中电流与变阻器 R 中电流不相等，D错误。
18. D
【解析】开关 S 闭合时，L 与 A 并联，其电流分别为 i1 和 i2，方向都是从左向右。在断开 S 的瞬间，灯泡 A 中原来从左向右的电流 i2 立即消失，但灯泡 A 与线圈 L 组成一闭合回路，由于 L 的自感作用，其中的电流 i1 不会立即消失，而是在回路中逐渐减小，这段时间内灯泡 A 中有从右向左的电流通过。这时通过灯泡 A 的电流是从 i1 开始减小的，因为 i1>i2，故可知正确选项为D。
第二部分
19. A， B
【解析】自感现象就是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象，产生的自感电动势总是阻碍原电流的变化；根据楞次定律，当原电流增大时，感应电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电动势与原电流方向相同。选项A、B正确，C、D错误。
20. C， D
21. C， D
22. A， D
【解析】由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关 S 闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过 D1 、 D2 的电流大小相等，A项正确、B项错误；闭合开关 S 待电路达到稳定时线圈短短路，D1 中电流为零，回路电阻减小，D2 比原来更亮，C项错误；闭合开关 S 待电路达到稳定，再将 S 断开瞬间，D2 立即熄灭，线圈和 D1 形成回路，D1 闪亮一下再熄灭，D项正确。
23. B， D
【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，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反。在图象中 0∼1 s 时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向。在 1 s∼2 s 时间内原电流为负方向且增加，所以自感电动势与其负方向相反，即沿正方向；同理分析 2 s∼3 s 、 3 s∼4 s 时间内可得正确答案为B、D。
24. B， D
【解析】不使用整块硅钢而是未用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率是防止涡流而采取的措施。本题正确选项是BD。
25. 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. B， C
27. A， C
【解析】图 1 中，断开开关 S1 瞬间，灯泡 A1 闪亮的原因是闭合 S1，电路稳定后灯 A1 的电流小于 L1 的电流，由此可知灯 A1 的电阻大于 L1 的电阻，故选项A正确，B错误；图 2 中，断开开关 S2 瞬间，L2 对电流有阻碍作用，灯 A2 逐渐变亮，而 A3 立即变亮，所以 L2 中电流与变阻器 R 中的电流不等；电路稳定后，两灯泡发光的亮度相同，两支路的总电阻相同，因两灯泡电阻相同，所以变阻器 R 与 L2 的电阻值相同，故选项C正确，D错误。
28. B， D
29. B， D
第三部分
30. A， B， C
【解析】两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象，A正确；之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，选项B正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感原理工作的，也就是利用互感现象将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。