鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流同步达标检测题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流同步达标检测题，共15页。试卷主要包含了3自感现象与涡流 课时练等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，A、B是相同规格的小灯泡，带铁芯的线圈L的直流电阻可忽略，则（ ）
A．S闭合瞬间，A不亮，B立即亮
B．通电稳定后，A、B灯亮度相同
C．通电稳定后再断开S的瞬间，A、B一起闪亮一下再逐渐熄灭
D．通电稳定后再断开S的瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下再逐渐熄灭
2．如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡，线圈自感系数足够大，电阻可以忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关时，先亮，后亮，最后一样亮
B．合上开关时，和同时亮
C．断开开关时，闪亮一下再熄灭
D．断开开关时，流过的电流方向向右
3．如图所示电路中，直流电源内阻可忽略不计，R为定值电阻，灯泡L正常发光。若某时刻起灯泡L逐渐熄灭，经检查发现，标号为①、②、③的三条线路中某条发生了断路，则断开的是（ ）
A．①B．②C．③D．无法判断
4．下列四个图中，甲、丙图中为铝管，乙、丁图中为塑料管，甲、乙图中小磁铁竖直放置，丙、丁图中小磁铁水平放置，让小磁铁由静止释放，磁铁下落过程中不发生翻转，且不与铝管相碰，不计空气阻力，则小磁铁穿过铝管过程中加速度小于重力加速度的图有（ ）
A．甲、乙、丙、丁图B．甲、丙、丁图
C．甲、丙图D．甲图
5．关于镇流器的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．点亮日光灯时，产生瞬时高压
B．启动器两触片接通时，产生瞬时高压
C．日光灯正常发光后起限流和降压作用
D．把日光灯两端电压稳定在220V
6．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）（ ）
A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮
B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮
C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭
D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才灭
7．在制作精密电阻时，为了清除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示。其原理是（ ）
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
8．如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置（图甲），同样竖直放置一根长度相同但有竖直裂缝的铝管（图乙）和一根长度相同的空心塑料管（图丙）。把一枚小磁铁从上端管口放入管中后，小磁铁最终从下端管口落出。小磁铁在管内运动时，均没有跟管内壁发生摩擦。设小磁铁在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t1、t2、t3，则下列关于小磁铁在三管中下落的说法正确的是（ ）
A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流
B．小磁铁完全进入甲管后，甲管中没有感应电流产生
C．t1最大
D．t2＝t3
9．物理是来源于生活，最后应用服务于生活，下列有关物理知识的说法正确的是（ ）
A．超高压电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理
C．交通法规定乘客必须系好安全带，是为了减少惯性带来的伤害
D．灵敏电流表在运输时总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动
10．在如图所示的电路中，线圈L的电阻不计，A是理想电流表，灯泡的内阻始终与定值电阻R的电阻相等，电源E内阻不可忽略。闭合开关S，当电路稳定后，电流表A的读数是I0，灯泡正常发光。现在断开开关S，则下列说法正确的是（ ）
A．闭合S后，电流表A的读数立即等于I0B．闭合S瞬间，电流表A的读数大于I0
C．断开S瞬间，灯泡立即熄灭D．断开S后，灯泡不会立即熄灭
11．关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流
B．利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相同
D．磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁驱动
12．如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（ ）
A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生周期性变化的磁场
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
13．在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断正确的是（ ）
A．S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮
B．S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变亮
C．S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
D．S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯要亮一下后熄灭
14．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（ ）
A．重新接通电路，A1、A2同时亮
B．重新接通电路，A1逐渐变亮
C．接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭
D．接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭
15．为测量线圈L的直流电阻R0，某研究小组设计了如图所示电路．已知线圈的自感系数较大，两电表可视为理想电表，其示数分别记为U、I，实验开始前，S1处于断开状态，S2处于闭合状态．关于实验过程，下列说法正确的是（ ）
A．闭合S1，电流表示数逐渐增大至稳定值
B．闭合S1，电压表示数逐渐减小至稳定值
C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值
D．实验结束后，应先断开S1
16．弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体．将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动较长时间才停下来．如果在磁体下端放一个固定的闭合线圈，使磁体上下振动时穿过它（如图所示），磁体就会很快停下来，解释这个现象。
17．如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析该现象产生的原因．
18．一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气（）的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值的细导线绕制、匝数的圆环形螺线管，细导线的始末两端c、d与阻值的电阻连接。螺线管的横截面是半径的圆，其中心与长直导线的距离。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I，其图像如图乙所示。为便于计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为，其中。
（1）求内通过长直导线横截面的电荷量Q；
（2）求时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量；
（3）若规定为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过电阻R的图像；
（4）若规定为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的图像。
19．如图所示是一种常用的延时继电器示意图，图中的S2是一直闭合的。当开关S1闭合时，衔铁D将被吸下，C线路接通；当S1断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。试问：
（1）这种继电器的延时功能是物理学中的什么现象；
（2）如果将S2处于断开状态，试分析说明该装置是否还具有延时功能？（图中F为电磁铁，A、B为导线线圈）
20．在电视机的显像管中，电子束经电压为U的电场加速后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O，半径为r0当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点。已知电子的质量为m，电荷量大小为e，若使电子束偏转角度为，此时磁场的磁感应强度B应为多少？
参考答案
1．D
【详解】
AB．S闭合瞬间，A、B灯同时发光，由于线圈L的阻碍作用逐渐减弱，流过线圈的电流逐渐增大，稳定后A灯被短路而熄灭，AB错误；
CD．通电稳定后再断开S的瞬间，由于线圈L的自感电动势，A灯被重新点亮后逐渐熄灭，B灯立即熄灭，C错误，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
AB．合上开关时，先亮，由于线圈自感的阻碍，逐渐变亮，最后一样亮，A正确，B错误；
CD．正常发光时两灯泡电流相同，亮度相同，故断开开关时，两灯泡均逐渐熄灭，流过的电流方向向右，流过的电流方向向左，CD错误。
故选A。
3．C
【详解】
灯泡L逐渐熄灭，一定是电源电压无法加到灯泡两端，而通过线圈中的电流减小，线圈中产生自感使闭合电路电流逐渐减小，则①、②一定是通路，断开的一定是③。
故选C。
4．C
【详解】
甲、丙图中磁铁在下落过程中，均会在铝管中产生涡流，阻碍磁铁向下运动，因此磁铁下落过程中加速度均小于重力加速度；乙、丁图中为塑料管，则磁铁下落过程中不会产生涡流，则磁铁不受阻碍作用，加速度为重力加速度。
故选C。
5．AC
【详解】
AB．日光灯在启动时，当启动器的动、静触片断开时，通过镇流器的电流发生变化，从而产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，两个电压加在一起，形成一个瞬时高压加在灯管两端，灯管内的惰性气体在高压下电离，形成气体导电电流，从而点亮日光灯，故A正确，B错误；
CD．日光灯开始发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化的，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作，则两端电压低于220V，故C正确，D错误。
故选AC。
6．D
【详解】
S闭合瞬间，自感线圈L相当于一个大电阻，以后阻值逐渐减小到0，所以观察到的现象是灯泡L1和L2同时亮，以后L1逐渐变暗到熄灭，L2逐渐变得更亮。S断开瞬间，自感线圈相当于一个电动势逐渐减小的内阻不计的电源，它与灯泡L1组成闭合回路，所以L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭。ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
两个线圈中的电流大小相等，线圈匝数相等，并且铁芯相同，所以每个线圈产生的磁感应强度相同，由于两个线圈的绕向相同，但电流相反，所以其磁场方向相反，相互抵消，所以螺线管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消。
故选C。
8．C
【详解】
AB．甲管的横截面为闭合圆环，当小磁铁在管中运动时，穿过这些圆环的磁通量发生变化，会产生感应电流；乙管的横截面虽然不是闭合圆环，但当小磁铁在管中运动时，在管壁上闭合区域内仍会产生涡流，但是其电流强度要比甲管的弱；因为丙管由绝缘体制成，所以不会产生感应电流，综上所述可知AB错误；
CD．根据楞次定律可知，甲、乙管中感应电流会阻碍小磁铁的下落，但甲管的阻碍作用比乙管强，而小磁铁在丙管中做自由落体运动，根据运动学规律可推知t1＞t2＞t3，故C正确，D错误。
故选C。
9．BC
【详解】
A．超高压电工穿金属衣可以形成静电屏蔽所以更安全，故A错误；
B．高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理，故B正确；
C．交通法规定乘客必须系好安全带，是为了放置急刹车时，人具有惯性继续向前运动，进而减少惯性带来的伤害，故C正确；
D．将电流表的短路后，表头的电磁阻尼变大，可以降低因为震动而导致的表针转动幅度，故D错误。
故选BC。
10．BD
【详解】
AB．闭合S后，线圈阻碍电流增大，电路中的电阻大于电路稳定时的电阻，所以干路电流较小，内电压较小，外电压较大，即电流表读数大于I0。A错误，B正确；
CD．断开S瞬间，两个支路构成回路，线圈阻碍电流减小，从而产生同向感应电流，所以灯泡不会立即熄灭。C错误，D正确。
故选BD。
11．BD
【详解】
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服，是为了防止高电压对工人产生伤害，属于静电的防止，与涡流无关，故A错误；
B．当变压器线圈中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流的损失，属于涡流的防止，故B正确；
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动，这就是电磁阻力，故C错误；
D．如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，从而使导体运动起来，这就是电磁驱动，故D正确。
故选BD。
12．BC
【详解】
AB．送电线圈通入周期性变化的电流，则送电线圈中产生周期性变化的磁场，故B正确，A错误；
C．无线充电是利用电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确；
D．周期性变化的磁场会产生周期性变化的电流，输出的不是恒定电流，故D错误。
故选BC。
13．AD
【详解】
ABC．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，而流过B的电流增大，所以B灯变亮，故A正确，BC错误；
D ．S闭合电路稳定后，断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
AB．重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A错误，B正确；
CD．再次断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，C正确，D错误。
故选BC。
15．ABC
【详解】
A．闭合S1，所以电流通过L流向电流表，由于线圈的自感电动势，导致电路中电流慢慢增大，直到一稳定值，即电流表示数逐渐增大至稳定值，选项A正确；
B．闭合S1，电压表示数相当于线圈两端的电压为
电路中电流慢慢增大，直到一稳定值，电压表示数逐渐减小至稳定值，选项B正确；
C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值，此时
选项C正确；
D．若先断开开关S1，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2。故D错误。
故选ABC。
16．见解析
【详解】
当磁体穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁体靠近或离开线圈，也就使磁体振动时除了受空气阻力外，还要受到线圈的磁场阻力，克服阻力需要做的功较多，机械能损失较快，因而会很快停下来。
17．见解析
【详解】
现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．
原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．
18．（1）；（2）；（3）见解析；（4）见解析
【详解】
（1）由电量和电流的关系可知图像下方的面积表示电荷量，因此有
代入数据解得
（2）由磁通量的定义可得
代入数据可得
（3）在时间内电流均匀增加，有楞次定律可知感应电流的方向，产生恒定的感应电动势
由闭合回路欧姆定律可得
代入数据解得
在电流恒定，穿过圆形螺旋管的磁场恒定，因此感应电动势为零，感应电流为零，而在时间内电流随时间均匀变化，斜率大小和大小相同，因此电流大小相同，由楞次定律可知感应电流的方向为，则图像如图所示
（4）考虑自感的情况下，线框会产生自感电动势阻碍电流的变化，因此开始时电流是缓慢增加的，过一段时间电路达到稳定后自感消失，电流的峰值和之前大小相同，在时间内电路中的磁通量不变化电流要减小为零，因此自感电动势会阻碍电流的减小，使得电流缓慢减小为零。同理，在内电流缓慢增加，过一段时间电路达到稳定后自感消失，在之后，电路中的磁通量不变化电流要减小为零，因此自感电动势会阻碍电流的减小，使得电流缓慢减小为零。图像如图
19．（1）电磁感应现象；（2）见解析
【详解】
（1）这种继电器的延时功能是物理学中的电磁感应现象；
（2）不具有延时功能。因为在S1断开时，线圈A产生的磁场立即减为零，此时线圈B的磁通量虽发生了变化，但S2处于断开状态，线圈B中不会产生感应电流，所以线圈B不会产生磁场，装置不会产生延时效果；
20．
【详解】
电子在电场中加速，有
电子在磁场中做匀速圆周运动，有
根据几何关系，可知
联立，可得