2019高中物理第三章电磁感应现象3.6自感现象涡流练习含解析新人教版选修1_1
人教物理选修1-1第3章6自感现象 涡流
分析:
接通电路的瞬间,电流增大,穿过线圈的 磁通量也增加,在线圈中产生感应电动势,由 楞次定律可知,它将阻碍原电流的增加,所以 A1中的电流只能逐渐增大, A1逐渐亮起来。
线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电 流的变化(增加),而非阻止,所以虽延缓了 电流变化的进程,但最终电流仍然达到最大值, A1最终达到正常发光.
四、涡流及其应用
3、防止:铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成。
一、自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象叫做自感现象。
二、两个演示实验:开关闭合和断开时的自感现象。 电路图、要求、操作、现象、原因分析
三、 电感器:在电路中,线圈又叫电感器。 四、自感系数L: 1、描述电感器的性能的,简称自感或电感。 2、L大小影响因素:由线圈本身的特性所决定,与线 圈是否通电无关.它跟线圈的形状、长短、匝数、有 无铁芯等因素有关,线圈越长,单位长度上的匝数越 多,截面积越大,自感系数就越大,有铁芯时线圈的 自感系数比没有铁芯时要大得多.
用电路图分析实验二
结论:
1.导体中电流变化时,自身产生感应电动势,这个 感应电动势阻碍原电流的变化.
2.自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象,叫做自感现象.
3.自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势, 叫做自感电动势.
注意: “阻碍”不是“阻止”,电流原来怎么变化 还是怎么变,只是变化变慢了,即对电流的变化 起延迟作用。
•
10、低头要有勇气,抬头要有低气。13:27:5613:27:5613:274/3/2021 1:27:56 PM
•
11、人总是珍惜为得到。21.4.313:27:5613:27Apr-213-Apr-21
•
高中物理 3.6第三章 第六节 自感现象 涡流同步检测 新人教版选修1-1
第六节自感现象建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共66分)1.如图3-6-1所示,为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()图3-6-1A.灯泡立即熄灭B.灯泡慢慢熄灭C.灯泡突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯泡突然闪亮一下再突然熄灭2.关于线圈自感系数的说法,正确的是()A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数变小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.电感是自感系数的简称3.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大4.如图3-6-2所示的电路中,线圈电阻可以忽略不计.和是两个完全相同的小灯泡,随着开关S 的闭合和断开的过程中(灯丝不会断),和的亮度变化情况是()A.S闭合,很亮且亮度不变,亮度逐渐增加,最后两灯一样亮;S断开,立即熄灭,逐渐亮B.S闭合,不亮,很亮;S断开,和都立即不亮C.S闭合,、同时亮,而后灭,亮度不变;S断开,立即熄灭,亮一下才灭D.S闭合,、同时亮,后逐渐熄灭,则逐渐变得更亮;S断开,立即熄灭,亮一下才灭图3-6-25.如图3-6-3所示,为一纯电感线圈(即电阻为零),是一灯泡,下列说法正确的是()图3-6-3A.开关S接通瞬间,无电流通过灯泡B.开关S接通后,电路稳定时,无电流通过灯泡C.开关S断开瞬间,无电流通过灯泡D.开关S接通瞬间及接通稳定后,灯泡中均有从至的电流,而在开关S断开瞬间,灯泡中有从到的电流6.在图3-6-4所示电路中,为电阻很小的线圈,和为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S闭合时,电流表指针偏向右方,那么当开关S断开时,将出现的现象是()图3-6-4A.和指针都立即回到零点B.指针立即回到零点,而指针缓慢地回到零点C.指针缓慢回到零点,而指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D.指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点7.如图3-6-5所示,电路中为一电感线圈,支路和支路电阻相等,则()图3-6-5A.合上开关S时,电流表的示数小于电流表的示数B.合上开关S时,电流表的示数等于电流表的示数C.断开开关S时,电流表的示数大于电流表的示数D.断开开关S时,电流表的示数等于电流表的示数8.如图3-6-6所示,多匝线圈和电池的内阻均为零,两个电阻的阻值均为,开关S开启,电路中的电流为,现将S闭合,于是线圈中产生自感电动势,此自感电动势( )图3-6-6A.有阻碍电流的作用,最后电流由减小为零B.有阻碍电流的作用,最后总电流小于C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流还是要增大到29.如图3-6-7所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩,通电时灯泡有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中()A.灯泡变亮,螺线管缩短B.灯泡变暗,螺线管缩短C.灯泡变亮,螺线管伸长D.灯泡变暗,螺线管伸长图3-6-710.如图3-6-8(a)、(b )中,电阻和自感线圈的电阻值相等,接通S,使电路达到稳定状态,灯泡发光,则()图3-6-8①在电路(a)中,断开S ,将渐渐变暗②在电路(a)中,断开S ,将先变得更亮,然后渐渐变暗③在电路(b)中,断开S ,将渐渐变暗④在电路(b)中,断开S ,将先变得更亮,然后渐渐变暗A.①③B.②③C.②④D.①④11.在如图3-6-9所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是()图3-6-9A.合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭B.合上开关,先亮,后亮;断开开关,先熄灭,后熄灭C.合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭D.合上开关,、同时亮;断开开关,先熄灭,后熄灭二、填空题(本题共14分.请将正确的答案填到横线上)12.金属块放在的磁场中,或者让它在磁场中时,金属块内将产生,即涡流.三、计算题(本题共20分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(20分)图3-6-10是高频焊接原理示意图,线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的.图3-6-10试定性地说明:为什么交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多.第六节自感现象得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案二、填空题12.三、计算题13.第六节自感现象参考答案一、选择题1.A 解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈与灯串联,在开关S断开后,不能形成闭合回路,因此灯在开关断开后,电源供给的电流为零,灯立即熄灭.因此本题的正确答案应为A.点评:这个题学生在选择的过程中,容易错选C,究其原因是没有把在自感现象的演示实验中看到S断开时出现灯不立即熄灭,而是闪亮一下再慢慢熄灭的电路连接情况搞清楚.2.BCD3.B4.D 解析:当S接通时,对电流有阻碍作用,电源输出的电流通过和串联后与电源相连,故和同时亮.随着通过的电流增大,的直流电阻不计,的分流作用增大,的电流逐渐减小为零.由于总电阻变小,总电流变大,通过的电流增大,灯变得更亮.当S断开,中无电流,立即熄灭.而电感将要维持它的电流不变,因与组成回路,将亮一下后再灭.5.B 解析:开关S接通瞬间,电源与灯泡构成回路,此时有电流通过灯泡,方向从;而电路稳定后,中不产生自感电动势,因为是纯电感线圈,不计电阻,相当于一根短路导线,所以没有电流流过灯泡;当开关S断开瞬间,中产生自感电动势,其方向与原电流方向一致,相当于电源,与构成回路,使得有电流通过灯泡,方向.所以选B.6.D 解析:电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.根据题意,电流自右向左时,指针向右偏.那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,中电流立即消失,而由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿、、的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个较短时间,即中的电流按原方向自右向左逐渐减为零,而中的电流和原方向相反,变为自左向右,和中的电流同时减为零;也就是指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而指针缓慢地回到零点,故D项正确.点评:自感电流的方向用楞次定律判断,当导体中电流增加时,自感电流的方向与原来的方向相反,当电流减小时,自感电流的方向与原来的方向相同.7.AD 解析:电路接通时,支路有电感线圈,由于电流要增加,产生的自感电动势阻碍其电流的增大,因而支路中电流缓慢增大.所以电流表的示数小于电流表的示数,选项A正确.断电瞬间,电感线圈中电流减弱,产生自感电动势阻碍电流的减弱.在这里相当于一个电源,通过形成一个回路,维持一段时间的电流,此时电流表、示数相同,故选项D正确.8.D 解析:自感线圈对变化的电流起阻碍作用,它的作用不同于电阻,电阻对电流(不管是否变化)起阻碍作用.自感线圈的作用对变化的电流起阻碍作用,使电流的变化缓慢,但不能阻止原电流的变化,所以闭合S后,自感线圈中出现的自感电动势阻碍了电流从开始增加,但不能阻止,最终电流增加为点评:自感电动势的作用是阻碍原电流的变化,具体表现为:电流增加时,阻碍增加;电流减少时,阻碍减少,在效果上延缓了变化,但不会阻止变化.9.D 解析:加上软铁棒,使螺线管磁场变强,则螺线管产生的自感电动势来阻碍磁场的增强,使原电流减小,故灯泡变暗,螺线管变长.10.D 解析:在电路(a)中自感线圈与灯泡串联,与的电流相等,断开S时产生自感电动势将使与中的电流值从稳定状态逐渐减小,将渐渐变暗,而不是立即熄灭.在电路(b)中,与并联,稳定时中电流比中电流大,断开S的瞬间,中电流从稳定值逐渐减小,故S断开瞬间,通过灯泡的电流变大,将先变得更亮,然后渐渐变暗.故选项D正确.点评:通过本题你应该分清断开S时,什么时候“逐渐变暗”,什么时候“先变得更亮,然后逐渐变暗”.11.C 解析:合上开关后,由于灯和线圈相连后接在电路中,当电路中电流变化时,线圈对电流有阻碍作用,所以闭合开关后,先亮,后亮;断开开关后都要过一会再灭.二、填空题12.变化运动感应电流三、计算题13.解析:交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化就越快.根据法拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大,而放出的热量与电流的平方成正比,所以交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多.点评:环形焊接金属工件,磁通量发生了变化,从而产生了感应电流,再由法拉第电磁感应定律判断感应电流的大小.。
3[1].6__自感现象_涡流(自备)
曹杨二中高三(14)班学生 班级职务:学习委员 高考志愿:北京 大学中文系 高考成绩:语文121分数学146分 英语146分历史134分 综合28分总分 575分 (另有附加分10 分)
上海高考文科状元--常方舟
“我对竞赛题一样发怵” 总结自己的成功经验,常方舟认为学习的高 效率是最重要因素,“高中三年,我每天晚 上都是10:30休息,这个生活习惯雷打不动。 早晨总是6:15起床,以保证八小时左右的睡 眠。平时功课再多再忙,我也不会‘开夜 车’。身体健康,体力充沛才能保证有效学 习。”高三阶段,有的同学每天学习到凌晨 两三点,这种习惯在常方舟看来反而会影响 次日的学习状态。每天课后,常方舟也不会 花太多时间做功课,常常是做完老师布置的 作业就算完。
孙老师说,杨蕙心学习效率很高,认真执行老师 的复习要求,往往一个小时能完成别人两三个小 时的作业量,而且计划性强,善于自我调节。此 外,学校还有一群与她实力相当的同学,他们经 常在一起切磋、交流,形成一种良性的竞争氛围。 谈起自己的高考心得,杨蕙心说出了“听话” 两个字。她认为在高三冲刺阶段一定要跟随老师 的脚步。“老师介绍的都是多年积累的学习方法, 肯定是最有益的。”高三紧张的学习中,她常做 的事情就是告诫自己要坚持,不能因为一次考试 成绩就否定自己。高三的几次模拟考试中,她的 成绩一直稳定在年级前5名左右。
1.电感器:电路中的线圈又叫电感器。 2、自感系数(L): (1)描述电感器的性能,简称自感或电感。 (2)L的影响因素:由线圈本身的特性所决定, 与线圈是否通电无关.它跟线圈的形状、长短、 匝数、有无铁芯等因素有关,线圈越长,单位 长度上的匝数越多,截面积越大,自感系数就 越大,有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时 要大得多.
五、电感器的主要作用:阻碍电流的变化,对交流电 有阻碍作用 六、自感现象的应用和防止 1.应用:在各种电器设备、电工技术和无线电技术中
高中物理自感现象、涡流 例题解析 新课标 人教版 选修1-1
自感现象、涡流 例题解析【例1】如图所示的电路,L 为自感线圈,R 是一个灯泡,ε是电源,当S闭合瞬间,通过电灯的电流方向是 。
当S 切断瞬间,通过电灯的电源方向是 。
【解析】当S 闭合时,流经R 的电流是A →B 。
当S 切断瞬间,由于电源提供给R 及线圈的电流立即消失,因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小,所以线圈此时相当于一个电源,产生的自感电流流经R 时的方向是B →A 。
【例2】在图所示的电路中,两个相同的电流表G 1和G 2的零点在刻度盘中央,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。
在电路接通后再断开开关K 的瞬间,下列说法中正确的是 ( )A 、G 1指针向右摆,G 2指针向左摆B 、G 1指针向左摆,G 2指针向右摆C 、两表指针都向右摆D 、两表指针都向左摆【解析】这是断电自感现象,自感电流流经由L 和R 组成的闭合回路,因此通过两电流表的电流方向必然相反。
当开关K 闭合时,流经电感线圈L 的电流方向为自左向右流动。
当断开开关K 的瞬间,通过线圈L 的电流将变小,根据楞次定律,必然感应电流方向与原电流方向相同,也将是自左向右流,以阻碍原电流减小的变化。
这样在由L 、G 2、R 及G 1组成的闭合电路中,感应电流将从G 2的负接线柱流入,因而G 2的指针向左偏;感应电流将从G 1的正接线柱流入,因而G 1的指针向右偏。
故答案为A 。
【例3】在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁如图1。
现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A 点以某一初速向磁铁滑去。
各物块在拜碰上磁铁前的运动情况将是( )A 、都作匀速运动B 、甲、乙作加速运动C 、甲、乙作减速运动D 、乙、丙作匀速运动【解析】本题容易误解选A 是出于如下考虑:因为铜、铝、有机玻璃都属非铁磁性物质,它们在磁场里不能被磁化,因而不会受到磁铁的引力,故作匀速运动。
2019版高中物理 第三章 电磁感应 第六节 自感现象涡流检测 新人教版选修1-1
第六节自感现象涡流A级抓基础1.下列关于自感现象的说法,正确的是( )A.自感现象不是电磁感应现象B.自感电动势不是感应电动势C.自感电动势总是阻碍电流的通过D.自感电动势总是阻碍电流的变化解析:自感现象是由于自身电流变化,引起磁通量变化而产生的电磁感应现象,故选项A、B 错;自感的作用是阻碍电流的变化,电流增大时自感电动势阻碍电流的增大,电流减小时自感电动势阻碍电流的减小,而不是阻碍电流的通过.所以选项C错,选项D对.答案:D2.有关线圈的自感系数大小,下列说法正确的是( )A.通过线圈的电流越大,自感系数越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关解析:线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯有关,与有无电流无关.答案:C3.(多选)下列情况中可能产生涡流的是( )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解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,并且在闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.答案:BCD4.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.正确选项应为A.答案:A5.线圈中插入一根铁棒,自感系数将增大,下列解释与事实最接近的是( )A.因为铁棒导电性很强B.因为铁棒电阻很大C.因为铁棒电阻率很大D.因为铁棒也会被磁化,线圈通电后导致线圈和铁棒组成的电磁铁内部磁感应强度增大,线圈电流变化时其变化率也会增大解析:电磁铁的线圈内加入铁棒,同样大的电流电磁铁的磁性会增强,答案D最符合题意.答案:D6.如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图.冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( )A.利用线圈中电流产生的焦耳热B.利用红外线C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波解析:利用交变电流产生的交变磁场引起炉内金属截面的磁通量变化,使金属中产生感应电流,因整块金属的电阻相当小,所以感应电流很强,它在金属内自成回路流动时,形成漩涡状的电流,即涡流,涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高,金属熔化,故选C;当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热,但它是相当少的,根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度,故A错误.答案:CB级提能力7.如图所示为考场常用的金属探测器,它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.答案:C8.(多选)如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表的示数小于电流表的示数B.合上开关S时,电流表的示数等于电流表的示数C.断开开关S时,电流表的示数大于电流表的示数D.断开开关S时,电流表的示数等于电流表的示数解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍所在支路电流增加,故示数小于;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表构成回路,所以示数相等.答案:AD9.制作精密电阻时,为了消除在使用过程中,由于电流变化引起的自感现象,用电阻丝绕电阻时采用如下图所示的双线绕法,其依据的原理是( )A.电路中电流变化时,双线中的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,双线中的自感电流互相抵消C.电路中电流变化时,双线产生的磁通量互相抵消D.由于两根导线相互平行,电流方向相反,所以电流变化互相抵消解析:双线绕法中两导线的电流方向相反,所以产生的磁场互相抵消.答案:C。
人教版物理【选修1-1】3-6《自感现象、涡流》课后练习(含答案)
第三章电磁感应六、自感现象涡流课时训练17 自感现象涡流1.下列情况中可能产生涡流的是( )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答案:BCD解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.2.关于线圈自感系数的说法,错误..的是( )A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零答案:AD解析:自感系数由电感器自身结构特征决定,与自感电动势的大小及电路中的电流无关,故A、D说法错.3.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案:A解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项应为A. 4.如图所示为考场常用的金属探测器,你认为它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料答案:C解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.5.如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.合上开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.断开开关S时,电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数答案:AD解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍A1所在支路电流增加,故A1示数小于A2;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表A1、A2构成回路,所以A1、A2示数相等.6.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两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案:B解析:S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.用手捏住变压器或电机线圈的两端,与普通手电筒的电池两极接触一下,然后离开,此时会有强烈的电击感觉,这是为什么?如果变压器或电机线圈发生故障,在用电表检查时要注意什么?答案:用手捏住线圈两端去接触电池两极相当于人体电阻和自感线圈并联后去接电源,如图.由于人体电阻R很大,线圈电阻R L一般很小,因此通过线圈的电流比通过人体的电流大得多.人体与电池脱离接触后,人体和线圈仍构成一个闭合回路,由于自感作用,将有一个断路时的短暂电流通过人体,这个电流的初始值等于原来通过线圈的电流,它比原来通过人体的电流大得多,因此将有一个很高的瞬时电压加在人体上,此时人会感到强烈的电击感觉.用电表检查自感较大的线圈时,通常使用欧姆挡,因表内有电池,如上所述,不要用手捏住线圈的两端再去接触表笔,以免断开时受到电击.应当手握表笔的绝缘棒,直接让表笔接触线圈两端,这样,在表笔脱离接触时,人体和线圈不构成回路,可以避免电流通过人体放电.8.如图是一演示实验的电路图,图中L是一带铁芯的多匝线圈,A是一灯泡,起初开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭,而是比原来更亮一下再熄灭. (1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎么样的?(2)在开关断开后电灯泡A为什么没有立即熄灭?(3)有人说开关断开的瞬间L中的自感电动势很大,L中的电流突然增大,所以电灯比原来更亮一下再熄灭.这种说法对不对?简述理由.答案:(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b—A—a—L—b.(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势,L成为新的电源向A灯供电,所以A灯没有立即熄灭.(3)这种说法不对,L中的自感电动势阻碍电流的减小,但阻碍不是阻止,电流还是在减小,所以L中的电流不可能增大,只能减小.A灯比原来更亮一下,只能说明A灯中电流比原来的电流大,所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多.。
高二物理选修1-1第三章电磁感应-六、自感现象涡流同步测试
六、自感现象涡流同步测试一、单选题1.安检门是一个用于安全检査的“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,关于这个安检门的以下说法正确的是()A. 安检门能检查出毒贩携带的毒品B. 安检门能检查出旅客携带的水果刀C. 如果“门框”的线圈中通上恒定电流,安检门也能正常工作D. 安检门工作时,主要利用了电流的热效应原理2.如图所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计G相连,线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计G中无示数的是()A. 开关闭合瞬间B. 开关断开瞬间C. 开关闭合一段时间后,来回移动变阻器滑动端D. 开关闭合一段时间后3.关于涡流,下列说法中错误是()A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流4.如图,A、B是两个完全相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈.下面说法正确的是()A. 闭合开关S时,A、B灯同时亮,且达到正常亮度B. 闭合开关S时,A灯比B灯先亮,最后一样亮C. 闭合开关S时,B灯比A灯先亮,最后一样亮D. 断开开关S时,B灯立即熄灭而A灯慢慢熄灭5.如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是( )A. 恒定直流、小铁锅B. 恒定直流、玻璃杯C. 变化的电流、小铁锅D. 变化的电流、玻璃杯6.如图所示的电路中,A、B是两个相同的小灯泡.L是一个带铁芯的线圈,其电阻可忽略不计.调节R,电路稳定时两小灯泡都正常发光,则( )A. 合上开关时,A,B两灯同时正常发光,断开开关时,A,B两灯同时熄灭B. 合上开关时,B灯比A灯先达到正常发光状态C. 断开开关时,A,B两灯都不会立即熄灭,通过A,B两灯的电流方向都与原电流方向相同D. 断开开关时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭7.如图所示的交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,交流电的频率增大时,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是( )A. L1、L2、L3亮度都不变B. L2变暗、L2不变、L3变亮C. L1变暗、L2变亮、L3不变D. L1变亮、L2变暗、L3不变8.如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2是两个完全相同的灯泡,E是一内阻不计的电源.t=0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t1时刻断开开关S,.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流,规定图中箭头所示的方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )A. B. C. D.9.音箱中有高音扬声器和低音扬声器,为了让特定扬声器得到较为纯粹的高频或低频信号,常常借助由电容器与电感器组成的分频器电路,信号通过图甲和乙所示的分频电路时,则关于扬声器发出的声音,下列说法中正确的是()A. 甲图发出低音,乙图发出高音B. 甲图发出高音,乙图发出低音C. 甲图同时发出高音和低音D. 乙图同时发出高音和低音10.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. 磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上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. 用高频电流冶铁11.熔化金属的一种方法是用“高频炉”,它的主要部件是一个铜制线圈,线圈中有一坩埚,埚内放待熔的金属块,当线圈中通以高频交流电时,埚中金属就可以熔化,这是因为( )A. 线圈中的高频交流电通过线圈电阻,产生焦耳热B. 线圈中的高频交流电产生高频微波辐射,深入到金属内部,产生焦耳热C. 线圈中的高频交流电在坩埚中产生感应电流,通过坩埚电阻产生焦耳热D. 线圈中的高频交流电在金属块中产生感应电流,通过金属块电阻产生焦耳热12.一个自感系数很大的线圈,用如图所示的电路测量它的直流电阻,闭合电键S1与S2待稳定后.读出电压表与电流表的示数.下列说法正确的是()①线圈电阻的测量值等于电压表示数与电流表示数的比值②线圈电阻的真实值小于电压表示数与电流表示数的比值③在测量完毕拆卸电路时,应先断开S1,后断开S2④在测量完毕拆卸电路时,应先断开S2后断开S l.A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④二、填空题13.如图所示,一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来,并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连,在开关________(填“闭合”或“断开”)时就会使连成一排的同学都有触电的感觉,该实验的原理是________。
高中物理第三章电磁感应现象3.6自感现象涡流练习含解析新人教版选修
高中物理第三章电磁感应现象3.6自感现象涡流练习含解析新人教版选修自感现象涡流课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.关于自感电流,下列说法正确的是()A.自感电流一定与线圈中电流方向相反B.自感电流一定与线圈中的电流方向相同C.自感电流可能与线圈中的电流方向相反,也可能相同D.线圈中只要有电流通过,就一定会产生自感电流解析:线圈中电流发生变化时,会产生自感电动势,阻碍电流的变化,可能与线圈中的电流方向相反,也可能相同。
答案:C2.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大,自感电动势越大B.电路中电流变化越大,自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大,线圈的自感系数也均匀增大D.线圈中的电流为零时,自感电动势不一定为零解析:在自感一定的情况下,电流变化越快,自感电动势越大,与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系,A、B项错;线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的,与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等有关,而与线圈的电流的变化率无关,C项错。
答案:D3.下列哪些做法是为了减少涡流的产生()A.在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯B.电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成C.在电磁冶金中,把交变电流改成直流D.一些大型用电器采用特制的安全开关解析:在电动机、变压器中,为增强磁场,把绕组都绕在铁芯上,以增强磁场,但铁芯中会产生很强的涡流,为了减少涡流,铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成,将硅钢片表面进行处理,生成不导电的氧化层,相互绝缘,可进一步减少涡流,所以A项不符合题意,B项符合题意;电磁冶金利用产生的涡流,而只有当空间中磁通量变化的时候,才会有涡流产生,直流电流稳定,产生的磁场也稳定,是不会引起涡流的,C项不符合题意;D项与涡流无关,是为了防止自感。
答案:B4.关于线圈的自感系数大小的下列说法中,正确的是()A.通过线圈的电流越大,自感系数也越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数也越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关解析:自感系数是由电感线圈本身的因素决定的,包括线圈的大小、单位长度上的匝数,而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大,与通过线圈的大小及变化趋势无关。
高中物理(人教版)选修1-1课后练习 3-6 自感现象 涡流 word版含解析(2)
第三章电磁感应六、自感现象涡流课时训练17自感现象涡流1.下列情况中可能产生涡流的是( )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答案解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.2.关于线圈自感系数的说法,错误的是( )A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零答案解析:自感系数由电感器自身结构特征决定,与自感电动势的大小及电路中的电流无关,故A、D说法错.3.如图所示为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项应为A.4.如图所示为考场常用的金属探测器,你认为它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料答案解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.5.如图所示,电路中L为一电感线圈支路和支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.合上开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.断开开关S时,电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数答案解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍A1所在支路电流增加,故A1示数小于A2;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表A1、A2构成回路,所以A1、A2示数相等.6.如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案解析1断开瞬间中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.用手捏住变压器或电机线圈的两端,与普通手电筒的电池两极接触一下,然后离开,此时会有强烈的电击感觉,这是为什么?如果变压器或电机线圈发生故障,在用电表检查时要注意什么?答案:用手捏住线圈两端去接触电池两极相当于人体电阻和自感线圈并联后去接电源,如图.由于人体电阻R很大,线圈电阻一般很小,因此通过线圈的电流比通过人体的电流大得多.人体与电池脱离接触后,人体和线圈仍构成一个闭合回路,由于自感作用,将有一个断路时的短暂电流通过人体,这个电流的初始值等于原来通过线圈的电流,它比原来通过人体的电流大得多,因此将有一个很高的瞬时电压加在人体上,此时人会感到强烈的电击感觉.用电表检查自感较大的线圈时,通常使用欧姆挡,因表内有电池,如上所述,不要用手捏住线圈的两端再去接触表笔,以免断开时受到电击.应当手握表笔的绝缘棒,直接让表笔接触线圈两端,这样,在表笔脱离接触时,人体和线圈不构成回路,可以避免电流通过人体放电.8.如图是一演示实验的电路图,图中L是一带铁芯的多匝线圈是一灯泡,起初开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭,而是比原来更亮一下再熄灭. (1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎么样的?(2)在开关断开后电灯泡A 为什么没有立即熄灭?(3)有人说开关断开的瞬间L中的自感电动势很大中的电流突然增大,所以电灯比原来更亮一下再熄灭.这种说法对不对?简述理由.答案:(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b—A—a—L—b.(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势成为新的电源向A灯供电,所以A灯没有立即熄灭.(3)这种说法不对中的自感电动势阻碍电流的减小,但阻碍不是阻止,电流还是在减小,所以L中的电流不可能增大,只能减小灯比原来更亮一下,只能说明A灯中电流比原来的电流大,所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多.。
人教版高中物理-有答案-人教版高中物理_选修1-1_36_自感现象涡流_同步练习
人教版高中物理选修1-1 3.6 自感现象涡流同步练习一、选择题(共12题;)1. 为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路.由于线圈自感系数很大,为了保护电表和各元件,在测量完毕后将电路解体时应该()A.首先断开开关S1B.首先断开开关S2C.首先拆除电源D.首先拆除安培表2. 一个自感系数很大的线圈,用如图所示的电路测量它的直流电阻,闭合电键S1与S2待稳定后.读出电压表与电流表的示数.下列说法正确的是()①线圈电阻的测量值等于电压表示数与电流表示数的比值②线圈电阻的真实值小于电压表示数与电流表示数的比值③在测量完毕拆卸电路时,应先断开S1,后断开S2④在测量完毕拆卸电路时,应先断开S2后断开S l.A.①③B.①④C.②③D.②④3. 如图,电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈的自感系数很大.先合上电键K,稳定后突然断开K,则下列说法中正确的是()A.若线圈电阻为零,电灯立即变暗再熄灭B.若线圈电阻为零,电灯会突然亮一下再熄灭C.若线圈电阻为4Ω,电灯会闪亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反D.若线圈电阻为4Ω,电灯会立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同4. 如图所示,L1、L2、L3是完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,开关S 原来接通,当开关S断开时,下面说法正确的是(电源内阻不计)()A.L1闪亮一下后熄灭B.L2闪亮一下后恢复原来的亮度C.L3变暗一下后恢复原来的亮度D.L3闪亮一下后恢复原来的亮度5. 如图所示的电路中()A.当开关S闭合时,灯A1立即发光,A2逐渐亮起来B.当开关S闭合时,灯A2立即发光,A1逐渐亮起来C.当开关S断开时,灯A1立即熄灭,A2逐渐熄灭D.当开关S断开时,灯A2立即熄灭,A1逐渐熄灭6. 如图所示,电路中电源的电动势为E、内电阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向左滑动时,小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况()A.L1、L3两灯都变亮,L2灯变暗B.L1、L3两灯都变暗,L2灯变亮C.L1、L2两灯都变亮,L3灯变暗D.L1、L2两灯都变暗,L3灯变亮7. 如图所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R,L是带铁芯的理想线圈,电源的内阻不计.开关S1、S2均闭合且电路达到稳定.已知电路中的各种元件均在安全范围之内.下列判断中正确的是()A.灯泡A中有电流通过,方向为a→bB.将S1断开的瞬间,灯泡A、B同时熄灭C.将S1断开的瞬间,通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D.将S2断开,电路达到稳定,灯泡A、B的亮度相同8. 如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点.O点正下方固定一个水平放置的铝线圈.让磁铁在同一竖直面内摆动.条形磁铁在完整摆动一次的过程中,下列说法中正确的是()A.线圈内感应电流的方向改变4次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力9. 图中电感L的直流电阻为R,小灯泡的电阻也为R,两个相同的小量程电流表G1、G2的内阻不计.当开关S闭合,电路达到稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央).则,()A.开关断开后G1、G2的指针都立即回到零点B.开关断开后G1缓慢回到零点,G2立即左偏,偏后缓慢回到零点C.从闭合开关到电路稳定过程中两电流表示数变化情况完全相同D.从闭合开关到电路稳定过程中小灯泡先变亮然后变暗10. 如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路,在铁芯的右端套有一表面绝缘的铜环a,下列各种情况下铜环a中产生感应电流的是()A.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动B.线圈中通以恒定的电流C.通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动D.将开关突然断开的瞬间11. 日光灯电路主要是由日光灯管、镇流器和起动器(起辉器)构成的,在日光灯正常工作的情况下,下列说法正确的是()A.灯管点燃后,起动器的两个触片是分离的B.灯管点燃后,镇流器就没有用了C.镇流器的作用仅仅是在日光灯点燃时提供瞬时的高压D.镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电12. 如图所示电路,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,L A、L B是两个相同的灯泡,设实验过程中灯泡均没有损坏,则下列说法正确的是()A.S闭合瞬间,L A不亮,L B很亮B.S闭合瞬间,L A、L B同时亮,然后L A逐渐熄灭,L B变得更亮C.S断开瞬间,L A亮一下才逐渐熄灭,L B立即熄灭D.S断开瞬间,L A、L B都立即熄灭二、解答题(共3题;)如图所示,a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V25W”,闭合电键,调节R,能使a、b 都正常发光.断开电键后重做实验,电键闭合后看到的现象是什么?稳定后哪只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?一金属圆环用绝缘细绳悬挂,忽略空气阻力,圆环可做等幅摆动,若在圆环正下方放置一条形磁铁如图所示,圆环将如何运动.如图所示,一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动,有界的磁场其方向垂直纸面向里,铜片在摆动时受到较强的阻尼作用,很快就停止摆动.如果在铜片上开几个长缝,铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动,这是为什么?参考答案与试题解析人教版高中物理选修1-1 3.6 自感现象涡流同步练习一、选择题(共12题;)1.【答案】B【考点】自感现象的应用【解析】如果不先断开S2,当电感中电流发生很大变化时,会有很大的电流通过电压表,从而损坏电压表.【解答】若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R,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,B符合题意.故答案为:B2.【答案】B【考点】自感现象和自感系数【解析】根据电阻测量的原理分析线圈电阻的测量值、真实值之间的关系;分别进行③④项操作都会发生自感现象,在电压表中有强电流流过时,发热过多,造成仪器烧坏.【解答】解:①根据电阻测量的原理可知,线圈电阻的测量值等于电压表示数与电流表示数的比值.故①正确;②以上的测量值由于是测量的线圈与电压表的并联的电阻值,所以测量值小于真实值.故②错误;③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③错误,④正确.故选:B3.【答案】B【考点】自感现象和自感系数【解析】断开K,线圈L将产生自感现象,且与电灯构成一闭合回路,通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反,线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流.【解答】解:A、突然断开K,线圈将产生自感现象,且与电灯构成一闭合回路,此时通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流,即电灯会突然比原来暗一下再熄灭,B正确,A错误.C、断开S,线圈中电流将要减小,产生自感电动势,相当于电源,且与电灯构成一闭合回路,形成自感电流,根据楞次定律可知,此时通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡大,断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流,即电灯会突然比原来暗一下再熄灭,故CD错误,故选:B.4.【答案】D【考点】自感现象和自感系数【解析】线圈在断开瞬间产生一感应电动势相当于电源,阻碍电流减小,从而即可求解.【解答】开关接通时L1被短路不亮断开瞬间由于线圈自感产生一电动势(相当于电源)与原来的电源串联,所以L3更亮而后恢复原来亮度,故C错误D正确;L2和L1串联后变得更暗,L1由不亮到亮不再熄灭,故AB错误。
2019-2020学年人教版物理选修1-1同步配套讲义:第三章 6 第六节 自感现象 涡流 Word版含答案
第六节自感现象涡流1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流,知道影响自感系数大小的因素.(重点+难点)2.了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止.(重点)3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理.,[学生用书P54])一、自感现象1.定义:由于导体回路中的电流发生变化而在自身回路引起的电磁感应现象称为自感现象.2.本质:自身电流的变化,导致其自身产生的磁场发生变化,从而使通过自身的磁通量发生变化,最终产生电磁感应现象.3. 通电自感:如图所示,开关闭合时我们观察到的现象是:灯泡A1逐渐变亮,灯泡A2立即变亮,这是由于线圈L的影响,由此可以判断线圈L的自感电动势阻碍电流的增加.4.断电自感:如图所示,开关断开时,灯泡A没有立即熄灭,这是由于线圈的自感作用,说明自感电动势阻碍线圈中电流的减小.5.自感的作用:阻碍电路中电流的变化.1.断电自感现象中,灯泡在开关断开后,仍然亮一会,是否违背能量守恒定律?提示:不违背.断电时,储存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持回路保持一定时间的电流.二、电感器1.定义:电路中的线圈叫做电感器.2.描述电感器性能的物理量:自感系数,简称自感.3.决定线圈自感系数的因素:线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,它的自感系数就越大,另外有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大.4.应用:自感现象在我们的生活中有利也有弊,利用自感现象,如:日光灯镇流器;需要克服自感现象,如:断电时产生的电弧.三、涡流及其应用1.定义:只要空间有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流. 2.应用:涡流通过电阻时可以生热,金属探测器和电磁炉就利用了涡流.但在电动机、变压器中涡流是有害的.2.互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯就能减小涡流,请试着说出原因. 提示:绝缘硅钢片之间是绝缘的,能增大回路中的电阻,并阻断涡流的回路从而减小了涡流.自感现象的分析[学生用书P55]自感电动势总是要阻碍引起自感的电流的变化,就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样.自感电动势阻碍的对象是“电流的变化”,而不是电流本身.如图所示,当电流处于稳定状态时,流过L 的电流为I 1=E r(电源内阻不计),方向由a →b ;流过灯泡A 的电流I 2=E R.断开S 的瞬间,I 2立即消失,而由于线圈的自感,I 1不会马上消失,随着I 1的减小,线圈上产生一个b 端为正、a 端为负的自感电动势,与灯泡组成abcd 回路,因此流过A 的电流大小由I 2变成I 1,方向由d →c 变成c →d .可见通过A 的电流大小与方向都发生了变化.发生断电自感时,如果要判定电路中的灯泡是否闪亮一下,方法是判断灯泡中的电流是突然变大,还是突然变小,为此要比较原电路中I 1、I 2的大小,若R >r ,I 1>I 2,灯泡会闪亮一下再熄灭;若R ≤r ,灯泡会逐渐变暗至熄灭.如图所示的电路中,L 为电感线圈,电阻不计,A 、B 为两灯泡,则( )A.合上S时,A先亮,B后亮B.合上S时,B先亮,A后亮C.合上S后,A变亮,B亮后逐渐熄灭D.断开S时,A、B同时熄灭[关键提醒] 分析自感现象的核心问题就是明确自感电动势的作用(相当于电源还是电阻),并且要弄清电路的整体结构.[解析]合上S后,A变亮,B亮后慢慢熄灭,因为B被短路了;断开S后,A立即熄灭,B亮一下再熄灭,故选C.[答案] C对涡流的进一步理解[学生用书P56]1.涡流的产生把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在非均匀磁场中运动,金属块内就会产生感应电流,因为金属块本身可自行构成闭合回路,且整块金属导体的电阻一般情况下很小,所以产生的涡流通常是很强的.2.涡流的应用(1)利用涡流的热效应:应用涡流在回路中产生的热量冶炼金属的高频感应炉.(2)利用涡流的磁效应:电磁阻尼和电磁驱动.(3)利用涡流现象的小型装置:在车站、机场进行安检的探测器,用来探测旅客是否带有金属制品,像刀、枪之类的危险物品等.3.涡流的危害与防止(1)在各种电机、变压器中,涡流是非常有害的,首先它会使铁芯的温度升高,从而危及线圈绝缘材料的寿命,严重时会使材料报废;其次涡流发热要消耗额外的能量,使电机、变压器的效率降低.(2)为了减小涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成,而是用薄薄的硅钢片叠合而成.一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大,从而减少损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的通路,进一步地减少了涡流的发热.(多选)如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法中正确的是()A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高得越快B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大[思路点拨] 由电磁感应现象判断电流频率高低对电流大小的影响,由焊缝处和工件其他部分串联电流一样,判断焊缝处的电阻的大小.[解析]线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化得越快,感应电动势就越大.A 选项正确.工件上焊缝处相对于其他位置而言电阻大,电流产生的热量就多,D选项也正确.[答案]AD能量守恒在涡流中的应用[学生用书P56](多选)如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则()A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于hB.若是匀强磁场,环滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于hD.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h[思路点拨] 本题应从涡流的产生及能量守恒的角度考虑.[解析]若是匀强磁场,滚动过程中金属环的磁通量不变,没有电磁感应现象发生,机械能守恒,环滚上的高度等于h;若是非匀强磁场,滚动过程中金属环的磁通量变化,有感应电流产生,金属环克服安培力做功,消耗机械能,环滚上的高度小于h.[答案]BD(1)涡流产生是电磁感应现象中的一种,当通过导体的磁通量变化时才会发生.(2)判断题目中共涉及几种形式的能量,各种能量之间是如何转化的是应用能量守恒定律的前提.[随堂检测] [学生用书P57]1.关于线圈的自感系数,下列说法正确的是()A.自感电动势越大,线圈的自感系数越大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解析:选D.线圈的自感系数与线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关,与线圈的电流、电动势等因素无关.2.下列关于自感现象的说法,正确的有()A.自感现象不是电磁感应现象B.自感电动势不是感应电动势C.自感电动势总是阻碍电流的通过D.自感电动势总是阻碍电流的变化解析:选D.自感现象是由于自身电流变化,引起磁通量变化而产生的电磁感应现象,故A、B错;自感的作用是阻碍电流的变化,电流增大时自感电动势阻碍电流的增大,电流减小时自感电动势阻碍电流的减小,而不是阻碍电流的通过.所以C错,D对.3.(多选)变压器的铁芯是利用彼此绝缘的薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()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.增大铁芯的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯的电阻,以减小发热量解析:选BD.不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,减小涡流,从而减少电能转化成铁芯的内能,提高效率.故选项B、D正确.4.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.无法判定解析:选A.当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项为A.5.如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜球在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是()A.A、B两点在同一水平线B.A点高于B点C.A点低于B点D.铜球将做等幅摆动解析:选B.铜球在进入和穿出磁场的过程中,产生涡流,损耗机械能,故A点高于B 点.故选B.[课时作业] [学生用书P105(单独成册)]一、单项选择题1.关于线圈中自感电动势的大小,下列说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大解析:选 B.在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大电动势越大,A项错、B 项对;电流为零的瞬间电流的变化率不一定为零,电流的值最大时电流的变化率不一定最大,所以C、D项错.2.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大,自感电动势越大B.电路中电流变化越大,自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大,线圈的自感系数也将均匀增大D.线圈中电流为零时,自感电动势不一定为零解析:选D.电流大的时候电流的变化率不一定大,电流变化大的时候电流的变化率也不一定大,故A、B错,D对;线圈的自感系数与电流无关,C错.3. 如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是()A.恒定直流、小铁锅B.恒定直流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯解析:选C.通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流,通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,在导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁场在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.4.制作精密电阻时,为了消除在使用中由于电流变化引起的自感现象,用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法.其道理是()A.电路中电流变化时,两根线中产生的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,两根线中产生的自感电流相互抵消C.电路中电流变化时,两根线中电流产生的磁场相互抵消,合磁场穿过线圈的磁通量为零D.以上说法均不正确解析:选C.由于采用双线绕法,当电流通过时,方向相反,不管电流怎样变化,任何时刻电流都是等大反向的,由电流产生的磁场相互抵消,总磁场为零,故不会产生电磁感应现象,也就消除了自感,故选项A、B、D错误,选项C正确.5.如图所示的电路中,两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,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,当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间,下列哪个说法符合实际()A.G1指针向左摆,G2指针向右摆B.G1指针向右摆,G2指针向左摆C.G1、G2的指针都向左摆D.G1、G2的指针都向右摆解析:选A.S断开的瞬间,LR G2G1组成了一个新的回路,新回路的电源是L,L阻碍回路中向右的电流的减小,所以回路中还有顺时针方向的电流.6.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两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应()A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R解析:选B.S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.如图所示,当交流电源电压恒为220 V,频率恒为50 Hz时,三只灯泡L A、L B、L C 的亮度相同,若将交流电的频率改为100 Hz,则()A.L A灯最暗B.L B灯最暗C.L C灯最暗D.三只灯泡的亮度依然相同解析:选A.当交变电流的频率增大时,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小,所以L A 灯变暗,L B灯变亮,L C灯亮度不变,故A正确.8.有一铜盘可以在支架上无摩擦地自由转动,在其转动过程中逐渐把一蹄形磁体靠近它,铜盘将()A.仍按原速度转动B.转动速度加快C.转动速度变慢后再匀速转动D.慢慢停下来解析:选D.磁铁靠近铜盘时,在铜盘中产生涡流,由于发热,损失系统的机械能.二、多项选择题9.下列应用与涡流有关的是()A.家用电磁炉B.家用微波炉C.真空冶炼炉D.探雷器解析:选ACD.家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流的热效应工作,探雷器利用涡流的磁效应工作,而微波炉利用高频电磁波工作.10.如图所示为冶炼钢铁的电路的示意图,它是根据涡流的原理工作的,则下列说法中不正确的是()A.需接交流电源,且电流频率越高,发热效果越好B.需接交流电源,且电流频率越低,发热效果越好C.需接直流电源,且电流越大,发热效果越好D.需接直流电源,且电流越小,发热效果越好解析:选BCD.根据涡流产生的原理可知,需要接交流电源,且交流电的频率越高,钢铁中产生的感应电流(涡流)越大,发热效果就越好,故A选项正确,B、C、D错误.三、非选择题11.如图所示,金属球(铜球)下端有通电的线圈,今把小球拉离平衡位置后释放,试分析此后小球的运动情况(不计空气阻力).解析:小球在通电线圈产生的磁场中运动,小球中产生涡流,故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动,小球上下振动的幅度越来越小,最后静止.答案:见解析12.如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内电阻不计,L1、L2两盏灯均标有“6 V 0.3 A”,电阻R与电感线圈的直流电阻R L阻值相等,均为20 Ω.试分析:S闭合和断开的瞬间,求L1、L2两灯的亮度变化.解析:在电键闭合的瞬间,电感支路相当于断路.计算可知:I1=0.1 A,I2=0.2 A.即电键闭合的瞬间,两灯同时亮,L2灯较L1灯更亮.稳定后,两灯亮度相同.电键断开时,L1立即熄灭,L2逐渐熄灭.答案:电键闭合的瞬间两灯同时亮,电键断开时,L1立即熄灭,L2逐渐熄灭。
高中物理(人教版)选修1-1课时训练17自感现象涡流+Word版含解析
课时训练17自感现象涡流题组一自感现象1.变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了()A.增大电压B.增大涡流损耗C.减小涡流损耗D.增大自感解析:铁芯在磁通量变化情况下会产生涡流,叠片间绝缘可以减小因涡流而损失的能量.答案:C2.关于线圈的自感系数大小的下列说法中,不正确的是()A.通过线圈的电流越大,自感系数也越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数也越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关解析:自感系数是由电感器本身的因素决定的,包括线圈的大小、单位长度上的匝数,而且有铁芯时比无铁芯时自感系数大.答案:C3.下列关于自感的说法中,不正确的是()A.自感是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大解析:自感是由于线圈内自身电流变化而引起的,感应电动势总是阻碍引起自感的原电流的变化,所以当原电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,当原电流减小时,二者方向相同,所以A正确,不符合题意,B错误,符合题意;自感电动势与磁通量变化快慢及线圈自感系数有关,而自感系数与有无铁芯有关,有铁芯比无铁芯时要大,所以C、D正确,不符合题意.答案:B4.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计.当开关S闭合时,下列说法正确的是()A.A和B一起亮,然后A熄灭B.A和B一起亮,然后A逐渐熄灭C.A比B先亮,然后A熄灭D.B比A先亮,A逐渐变亮解析:由于A灯与自感系数较大的线圈L串联,B灯和电阻R串联,然后它们并联后接入电源两端,当开关S闭合时,线圈产生较大的自感电动势阻碍电流的增加,使A灯中的电流逐渐变大,而B灯中的电流立即变大,因此,B灯先亮,A灯逐渐变亮,故选项D正确.答案:D5.如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略不计,下列说法正确的是()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和A2都要立即熄灭解析:开关S闭合后,A2立即发光,而A1和L串联,由于L的自感作用,电流会逐渐增大,所以A1要缓慢变亮.而线圈L的电阻不计,所以当电路稳定后,I1=I2,A1与A2的亮度相同,选项A对,B 错;断开S后,L、A1与A2构成一个闭合回路,由于L的自感作用,仍然存在电流,所以A1、A2都要过一会儿才熄灭.选项C、D均错.答案:A6.在如图所示的电路中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S闭合时,电流表G1指针偏向右方,那么在电路稳定后开关S断开时,将出现的现象是()A.G1和G2指针都立即回到零点B.G1指针立即回到零点,而G2指针缓慢地回到零点C.G1指针缓慢回到零点,而G2指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D.G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点解析:电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.根据题意,电流自右向左时,指针向右偏,那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,G1中电流立即消失,而L由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个短时间,即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零,而G1中的电流和原方向相反,变为自左向右,和G2中的电流同时减为零,也就是G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点,故D项正确.答案:D题组二涡流7.以下器件利用涡流的有()A.电饭锅B.电热水器C.电磁炉D.微波炉解析:电饭锅与电热水器利用电流的热效应加热,微波炉是利用微波在食物中引起水分子振动加热,所以只有C项中电磁炉利用涡流.答案:C8.如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小平底铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是()A.恒定电流、小铁锅B.恒定电流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯解析:通入恒定电流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流,通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,铁锅是导体,在导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁通量在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.答案:C9.安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置,又称金属探测门.主要用来检查人身体上隐藏的金属物品,应用在机场、车站、大型会议等人流较大的公共场所,用来检查人身体上隐藏的金属物品,如枪支、管制刀具等.当被检查人员从安检门通过,人身体上所携带的金属超过根据质量、数量或形状预先设定好的参数值时,安检门即刻报警,并显示造成报警的金属所在区位,让安检人员及时发现该人所随身携带的金属物品.你知道安检门的工作原理吗?答案:安检门的内部有若干个发射线圈和若干个接收线圈,均用环氧树脂浇灌、密封在门框内.10 kHz音频信号通过发射线圈,在线圈周围产生同频率的交变磁场.当有金属物体通过发射线圈形成的交变磁场时,交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流.电涡流也将产生一个新的微弱磁场.新的微弱磁场的相位与金属体位置、大小等有关,可以在接收线圈中感应出电压.计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小,并发出报警信号.(建议用时:30分钟)1.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解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能,故A符合题意.答案:A2.(双选)关于线圈自感系数的说法,错误的是()A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零解析:自感系数由电感器自身结构特征决定,与自感电动势的大小及电路中的电流无关,故A、D说法错误;线圈匝数越大,自然系数越大,C正确;铁芯抽出一些后,铁芯的有效长度变短,自感系数减小,B正确.答案:AD3.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L 与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项应为A.答案:A4.如图所示为考场常用的金属探测器,你认为它的工作原理是利用了()A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.答案:C5.(双选)如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则()A.闭合开关S时,电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.闭合开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.断开开关S时,电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数解析:闭合开关时,因为自感线圈阻碍A1所在支路电流的增加,故A1的示数小于A2的示数;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表A1、A2构成回路,所以A1、A2的示数相等.答案:AD6.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两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应()A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R解析:S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.答案:B7.用手捏住变压器或电机线圈的两端,与普通手电筒的电池两极接触一下,然后离开电池两极,此时会有强烈的电击感觉,这是为什么?如果变压器或电机线圈发生故障,在用电表检查时要注意什么?答案:用手捏住线圈两端去接触电池两极相当于人体电阻和自感线圈并联后去接电源,如图.由于人体电阻R很大,线圈电阻R L一般很小,因此通过线圈的电流比通过人体的电流大得多.变压器或线圈两端与电池脱离接触后,人体和线圈仍构成一个闭合回路,由于自感作用,将有一个断路时的短暂电流通过人体,这个电流的初始值等于原来通过线圈的电流,它比原来通过人体的电流大得多,因此将有一个很高的瞬时电压加在人体上,此时人会感到强烈的电击感觉.用电表检查自感较大的线圈时,通常使用欧姆挡,因表内有电池,如上所述,不要用手捏住线圈的两端再去接触表笔,以免断开时受到电击.应当手握表笔的绝缘棒,直接让表笔接触线圈两端,这样,在表笔脱离接触时,人体和线圈不构成回路,可以避免电流通过人体放电.8.如图是一演示实验的电路图,图中L是一带铁芯的多匝线圈,A是一灯泡,起初开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭,而是比原来更亮一下再熄灭.(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎么样的?(2)在开关断开后电灯泡A为什么没有立即熄灭?(3)有人说开关断开的瞬间L中的自感电动势很大,L中的电流突然增大,所以电灯比原来更亮一下再熄灭.这种说法对不对?简述理由.答案:(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b→A→a→L→b.(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势,L成为新的电源向A灯供电,所以A灯没有立即熄灭.(3)这种说法不对,L中的自感电动势阻碍电流的减小,但阻碍不是阻止,电流还是在减小,所以L中的电流不可能增大,只能减小.A灯比原来更亮一下,只能说明A灯中电流比原来的电流大,所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
自感现象涡流课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.关于自感电流,下列说法正确的是()A.自感电流一定与线圈中电流方向相反B.自感电流一定与线圈中的电流方向相同C.自感电流可能与线圈中的电流方向相反,也可能相同D.线圈中只要有电流通过,就一定会产生自感电流解析:线圈中电流发生变化时,会产生自感电动势,阻碍电流的变化,可能与线圈中的电流方向相反,也可能相同。
答案:C2.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大,自感电动势越大B.电路中电流变化越大,自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大,线圈的自感系数也均匀增大D.线圈中的电流为零时,自感电动势不一定为零解析:在自感一定的情况下,电流变化越快,自感电动势越大,与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系,A、B项错;线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的,与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等有关,而与线圈的电流的变化率无关,C项错。
答案:D3.下列哪些做法是为了减少涡流的产生()A.在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯B.电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成C.在电磁冶金中,把交变电流改成直流D.一些大型用电器采用特制的安全开关解析:在电动机、变压器中,为增强磁场,把绕组都绕在铁芯上,以增强磁场,但铁芯中会产生很强的涡流,为了减少涡流,铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成,将硅钢片表面进行处理,生成不导电的氧化层,相互绝缘,可进一步减少涡流,所以A项不符合题意,B项符合题意;电磁冶金利用产生的涡流,而只有当空间中磁通量变化的时候,才会有涡流产生,直流电流稳定,产生的磁场也稳定,是不会引起涡流的,C项不符合题意;D项与涡流无关,是为了防止自感。
答案:B4.关于线圈的自感系数大小的下列说法中,正确的是()A.通过线圈的电流越大,自感系数也越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数也越大C.插有铁芯时线圈的自感系数会变大D.线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关解析:自感系数是由电感线圈本身的因素决定的,包括线圈的大小、单位长度上的匝数,而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大,与通过线圈的大小及变化趋势无关。
答案:C5.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解析:闭合开关S,电路稳定灯泡正常发光时,如果电感线圈L中的电阻比灯泡的电阻大,则电感线圈L中的电流I L比灯泡A中的电流I A小,当开关S断开,则由于自感现象,L和A构成回路使L和A中的电流从I L开始减小,因此不可能看到小灯泡闪亮的现象,C项正确。
答案:C6.如图所示,L为一纯电感线圈(直流电阻不计),A为一灯泡,下列说法正确的是()A.开关S闭合的瞬间,无电流通过灯泡B.开关S闭合后,电路稳定时,无电流通过灯泡C.开关S断开的瞬间,无电流通过灯泡D.开关S闭合的瞬间及接通后电路稳定时,灯泡中均有从a到b的电流,而在开关断开瞬间灯泡中则有从b到a的电流解析:开关S闭合的瞬间,灯泡中的电流从a到b,线圈由于自感作用,通过它的电流逐渐增大。
开关S闭合后,电路稳定时,纯电感线圈对电流无阻碍作用,将灯泡短路,灯泡中无电流通过。
开关S断开的瞬间,由于线圈的自感作用,线圈中原有向右的电流将逐渐减小,该电流通过灯泡形成回路,故灯泡中有从b到a的瞬间电流。
答案:B7.导学号66824063(多选)在图甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻,闭合S使电路达到稳定,灯泡Q发光。
下列说法正确的是()A.在电路甲中,断开S后,Q将渐渐变暗B.在电路甲中,断开S后,Q将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S后,Q将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S后,Q将先变得更亮,然后渐渐变暗解析:在电路甲中,设通过线圈L的电流为I L甲,通过Q及R的电流为I Q甲和I R甲;同理,设电路乙中通过L、Q、R的电流分别为I L乙、I Q乙、I R乙。
很明显,I L甲=I Q甲,I L乙>I Q乙。
当断开S时,线圈L相当于电源,产生了自感电动势,在L、R、Q组成的回路中产生自感电流。
在电路甲中,自感电流从I L甲逐渐减小,灯泡Q逐渐变暗;在电路乙中,自感电流从I L乙逐渐减小,因为I L乙>I Q乙,所以灯泡Q先变得更亮,再渐渐变暗。
A、D两项正确。
答案:AD8.如图所示的电路,L为自感线圈,L灯是一个灯泡,E是电源,当开关S闭合瞬间,通过灯泡的电流方向是。
当S断开瞬间,通过灯泡的电流方向是。
解析:S闭合时,流经L灯的电流方向是A→B。
在S断开瞬间,由于电源提供给L灯的电流很快消失,而线圈中电流减小时要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小,所以线圈此时相当于一个电源,与灯泡L灯构成放电电路,故通过L灯的电流方向是B→A。
答案:A→B B→AB组(15分钟)1.如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为()A.变暗B.变亮C.不变D.无法判断解析:由电源极性知通电螺线管中的电流方向,由右手定则知螺线管相当于一个条形磁体,右端是S 极,左端是N极,内部磁场方向由右向左,软铁棒插入过程中被磁化,左端是N极,右端是S极,所以插入过程是螺线管中磁通量增加的过程,线圈中会产生一个与原电源方向相反的自感电动势,故电灯泡变暗。
答案:A2.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.金属块中的涡流较大,焦耳热功率也较大B.硅钢片中涡流较大,焦耳热功率也越大C.金属块中的涡流较大,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解析:硅钢片的电阻大,涡流小,由P=I2R可知金属块中焦耳热功率也较大。
答案:A3.导学号66824064在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。
闭合开关S后,调节R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I。
然后,断开S。
若t'时刻再闭合S,则在t'前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()解析:闭合S通电后,由于电感线圈的自感作用,i1逐渐增大,最终达到稳定值,而i2直接增大到稳定值后保持不变,所以选项B正确。
答案:B4.冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示。
冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化。
这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种金属,该炉的加热原理是()A.利用线圈中电流产生的焦耳热B.利用红外线C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波解析:利用交变电流产生的交变磁场引起炉内金属截面的磁通量变化,使金属中产生感应电流,因整块金属的电阻相当小,所以感应电流很强,它在金属内自成回路流动时,形成漩涡状的电流,即涡流,涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高,金属熔化,故选C项。
当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热,但它是相当少的,根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度,故A项不可能。
答案:C5.导学号66824065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,灯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不亮,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亮一下才熄灭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立即不亮,L1亮一下才熄灭解析:当S闭合时,L的自感系数很大,对电流的阻碍作用较大,L1和L2串接后与电源相连,L1和L2同时亮,随着L中电流的增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1中的电流逐渐减小为零,由于总电阻变小,总电流变大,L2中的电流增大,L2灯变得更亮;当S断开时,L2中无电流,立即熄灭,而线圈L 将要维持本身的电流不变,L与L1组成闭合电路,L1灯要亮一下后再熄灭。
综上所述,选项D正确。
答案:D6.高频焊接原理示意图如图所示,线圈中通以高频交变电流时,待焊接的金属工件中就会产生感应电流,由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起。
我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。
试定性地说明:为什么交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多?解析:交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化就越快。
根据法拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大,而放出的热量与电流的二次方成正比,所以交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多。
答案:见解析。