鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流达标测试

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 自感现象与涡流达标测试，共14页。试卷主要包含了3自感现象与涡流 跟踪训练等内容，欢迎下载使用。
1．在如图所示的电路中，两个电流表完全相同，零刻度在刻度盘的中央，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（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的），在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．G1指针向右摆，G2指针向左摆B．G1指针向左摆，G2指针向右摆
C．两指针都向右摆D．两指针都向左摆
2．下列关于自感系数及自感电动势的说法中正确的是（ ）
A．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
B．电流变化越大，自感电动势越大
C．线圈中的电流变化越快，其自感系数越大
D．线圈内插入铁芯，其自感系数增大
3．水平放置的玻璃板上方有一用细线悬挂的可自由旋转的小磁针，下方有一水平放置的铜圆盘。圆盘的轴线与小磁针悬线在同一直线上，初始时小磁针与圆盘均处于静止状态。当圆盘绕轴逆时针方向匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．小磁针不动
B．小磁针逆时针方向转动
C．小磁针顺时针方向转动
D．由于圆盘中没有磁通量的变化，圆盘中没有感应电流
4．如图所示的电路中，三个灯泡、、的电阻相等（且不考虑温度对电阻的影响），电感L的电阻可忽略，D为理想二极管。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，、、均立即变亮，然后逐渐变暗
B．S闭合瞬间，逐渐变亮，、均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后三个灯泡亮度相同
C．S从闭合状态突然断开时，、、均逐渐变暗
D．S从闭合状态突然断开时，、、均先变亮，然后逐渐变暗
5．1831年，法拉第发现了电磁感应现象，揭开了人类进入电气时代的序幕。如今在日常生活中我们使用着大量的电器，下列电器使用的过程中，主要工作原理是电磁感应的是（ ）
A．电磁炉B．洗衣机C．电风扇D．电热水器
6．如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ）
A．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
B．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
C．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭
D．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭
7．如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、和是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关S，电路稳定后在时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过、的电流方向为正，分别用、表示流过和的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ）
A．B．
C．D．
8．随着科技的进步，手机无线充电技术得到飞速发展，其原理如图所示，手机内部有一电力接收线圈，手机下方为充电板，内部有一电力输出线圈，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电技术主要应用了电磁感应原理
B．该充电板可以接在直流电源上使用
C．电力接收线圈两端输出的是恒定电流
D．电力输出线圈中，电流产生的是匀强磁场
9．下列物理情景不属于电磁阻尼应用的是（ ）
A．选用铝框做磁电式电表骨架
B． 在运输灵敏电流表时用导线把两接线柱连在一起
C． 魔术师将小圆柱形磁体从竖直放置的空心铝管上端管口放入表演失重魔术
D． 延时继电器控制高压电路开闭时
10．对变压器和电动机中的涡流的认识，下列说法正确的是（ ）
A．涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘材料的寿命
B．涡流发热，要损耗额外的能量
C．为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯
D．涡流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用
11．下列哪些措施是为了防止涡流的危害（ ）
A．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅
B．探雷器的线圈中要通变化着的电流
C．变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成
D．变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
12．图甲和图乙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．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流
C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
13．如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻，将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让开关S合上，待电路稳定后再断开开关，则（ ）
A．接通开关S瞬间，灯泡A要过一段较长的时间才亮
B．断开开关S的瞬间，流过灯泡的电流与合上开关时流过灯泡的电流方向相反
C．若，断开开关S的瞬间灯泡A将闪亮一下，再慢慢熄灭
D．若，要在断开开关S的瞬间使灯泡A闪亮一下再熄灭，可以更换一个自感系数大但电阻仍为的线圈，来达成这一目的
14．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。下列可能发生的现象是（ ）
A．电键S闭合的瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮
B．电键S闭合的瞬间，B灯亮，A灯不亮
C．断开电键S的瞬间，A灯被烧毁
D．断开电键S的瞬间。B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭
15．家用日光灯电路如图示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，说法正确的是（ ）
A．镇流器的作用是将交流电变为直流电
B．日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分开的
C．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的
D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作
16．安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。关于安检门的以下说法错误的是（ ）
A．安检门不能检査出毒贩携带的毒品
B．安检门能检査出旅客携带的金属水果刀
C．安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应
D．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门能正常工作
17．课堂上，老师用如图所示的简单装置模拟电磁炉工作。绕在铁芯上的线圈在接通交流电源后产生交变磁场，从而在金属杯底激发出涡电流将冷水烧开。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．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
18．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与水平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（ ）
A．先做加速度逐渐变小的变加速运动，且，再做匀速运动
B．做加速度为a的匀加速直线运动，且
C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变
D．动能先逐渐增加，最后保持不变
19．如图所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？
20．如图所示，线圈L的自感系数很大，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．
（1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？
（2）在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？
参考答案
1．A
【详解】
电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过L的电流减小，故L将产生自左向右的自感电流以阻碍原电流变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流表G1、自右向左流过电流表G2，所以G1指针向右摆，G2指针向左摆，故选A。
2．D
【详解】
AB．由
可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，故AB错误；
CD．线圈的自感系数仅由线圈自身的因素决定，如：线圈的横截面积、长度、单位长度上的线圈匝数、有无铁芯等，与其他因素无关，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流（涡流），此电流产生的磁场导致磁针逆时针方向转动，构成电磁驱动。
故选B。
4．B
【详解】
AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，随L1的电路中电流的增大，路端电压减小，L2、L3亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同，故A错误；B正确；
CD．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭。故CD错误。
故选B。
5．A
【详解】
电磁炉是利用电磁感应将电能转化为热能；洗衣机和电风扇都是利用电动机将电能转化为机械能；电热水器是利用电阻丝将电能转化为热能，故主要工作原理是电磁感应的是电磁炉，故选A。
6．C
【分析】
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析。
对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它就是一个普通电阻若电阻不计则就相当于导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。
【详解】
AB．和在S接通时立即发光，由于电感线圈L的作用，会逐渐变暗，稳定后熄灭；亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，选项AB错误；
CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭；而与电感线圈L组成回路，会闪亮后熄灭，选项C项正确、D项错误。
故选C。
7．C
【详解】
当闭合电键，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，灯泡D2这一支路立即就有电流。当电键断开，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过 D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且D1和D2、D3构成回路，通过 D1的电流也流过 D2，所以I2变成反向，且逐渐减小。
故选C。
8．A
【详解】
A．手机无线充电技术主要应用了电磁感应原理，选项A正确；
BD．电力输出线圈端应接入交变电流才可以产生周期性变化磁场，电力接收线圈中才可以产生感应电流，选项B、D错误；
C．电磁感应过程中，原交变电流的频率不改变，即电力接收线圈中产生的也是交变电流，选项C错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．常用铝框做骨架，当线圈在磁场转动时，导致铝矿的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动,属于电磁阻尼现象。故A选项不符合题意。
B．运输过程中的震动颠簸,可能会损坏指针、线圈、游丝,短路后,产生感应电流,据楞次定律,产生电磁阻尼,减轻指针、线圈、游丝的摆动，属于电磁阻尼现象，故B选项不符合题意。
C．磁铁在下落时，导致铝管内的磁通量在变化，从而产生感应电流，会产生安培力进而阻碍磁铁的下落，属于电磁阻尼现象,故C选项不符合题意。
D．电磁铁原理是用低压控制电路控制高压工作电路，属于电流磁效应现象,则D选项符合题意。
故选D。
10．AB
【详解】
AB．变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高消耗能量，同时会减少线圈绝缘材料的寿命， AB正确；
C．变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了增加电阻，减小涡流，而不是不产生涡流，C错误；
D．涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用，D错误。
故选AB。
11．CD
【详解】
A．电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，属于涡流的应用，A错误；
B．探雷器的线圈中有变化的电流，如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，使仪器报警，这属于涡流的应用，B错误；
C．变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成，是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止，C正确；
D．变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层，是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止，D正确。
故选CD。
12．BC
【详解】
AB．图甲中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时A1的电流小于L1的电流，则可知L1的电阻小于A1的电阻，选项A错误，B正确；
C．图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，选项C正确；
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，选项D错误。
故选BC。
13．BC
【详解】
A．接通开关S瞬间，灯泡A立即变亮，A错误；
B．断开开关S的瞬间，由于自感线圈L要阻碍电流的减小，产生的自感电动势使得自感线圈相当于一个右端为正极、左端为负极的电源，通过灯泡形成回路，此时流经灯泡的电流是从右向左的，与合上开关时从左向右的电流相反，B正确；
C．若，合上开关且稳定后，流经自感线圈的电流大于灯泡上流过的电流，断开开关时，自感电动势的存在使自感线圈上的电流从它原来的电流缓慢减小，所以，最先一段时间内从右向左流过灯泡的电流将大于灯泡原来的电流，所以灯泡将闪亮一下再慢慢熄灭，C正确；
D．若，合上开关稳定后，自感线圈上的电流本来就比灯泡上的电流小，自感系数再大，也不能使初始电流增大，而只能使熄灭的过程延长，D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】
AB．电键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，B灯逐渐增大，则A灯变暗，B灯变亮，故A正确，B错误；
CD．断开电键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，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。
故选AD。
15．BD
【详解】
A．镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，不能将交流电转化为直流电，故A错误；
B．电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U形片冷却收缩，两个触片分离，故B正确；
C．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，故C错误；
D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作，故D正确；
故选BD。
16．D
【详解】
AB．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，能检查出金属物品携带者，故AB正确；
C．安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也采用电流的磁效应，故C正确；
D．根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误。
本题选错误的，故选D。
17．AB
【详解】
AB．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，由和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增大感应电动势，从而提高发热功率；则可以缩短加热时间；故AB正确；
C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流；则无法加热水，故C错误；
D．取走铁芯，磁场减弱，感应电动势变小，则加热时间变长；故D错误；
故选AB。
18．AD
【详解】
永磁体沿斜面向下运动的过程中，铝板内会产生涡流，铝板所受安培力的反作用力将阻碍永磁体的运动，由牛顿第二定律有
由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，故永磁体将先做加速度逐渐变小的变加速运动，且；当安培力的反作用力与永磁体的重力沿斜面的分力等大反向时，永磁体开始做匀速运动，故重力势能一直减小，动能先增加后保持不变。
故选AD。
19．见解析
【详解】
有，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
20．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）S闭合时，流过灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，流过灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．
（2）在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是：灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的直流电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈直流电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会缓慢变暗直至熄灭．