内容正文:
第6课时 互感和自感
第四章 电磁感应
1.(2020·四川棠湖中学高二期末)在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,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( )
A.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
【答案】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,根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序.
由图可以看出,a、b灯泡在两个不同的支路中,对于纯电阻电路,不发生电磁感应,通电后用电器立即开始正常工作,断电后停止工作.但对于含电感线圈的电路,在通电时,线圈产生自感电动势,对电流的变化有阻碍作用。则合上开关,b先亮,a后亮.当断开电键时,线圈中产生自感电动势,由a、b及电感线圈组成一个回路,两灯同时逐渐熄灭.故C正确.
故选C.
【点评】对于线圈要抓住这个特性:当电流变化时,线圈中产生自感电动势,相当于电源,为回路提供瞬间的电流.
2.(2018·天津高考模拟)如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,D是理想二极管,L是带铁芯的线圈,其直流电阻忽略不计.下列说法正确的是( )
A.S闭合瞬间,B先亮A后亮
B.S闭合瞬间,A先亮B后亮
C.电路稳定后,在S断开瞬间,B闪亮一下,然后逐渐熄灭
D.电路稳定后,在S断开瞬间,B立即熄灭
【答案】D
【解析】闭合瞬间线圈相当于断路,二极管为正向电压,故电流可通过灯泡AB,即AB灯泡同时亮,故AB错误.因线圈的电阻为零,则当电路稳定后,灯泡A被短路而熄灭,当开关S断开瞬间B立刻熄灭,线圈中的电流也不能反向通过二极管,则灯泡A仍是熄灭的,故C错误,D正确.故选D.
【点睛】
该题两个关键点,1、要知道理想线圈的特征:刚通电时线圈相当于断路,断开电键时线圈相当于电源;2、要知道二极管的特征是只正向导通.
3.(2017·江门市第一中学高二一模)如图所示为游乐场中过山车的“磁力刹车装置”。在过山车两侧安装铜片,停车区的轨道两侧安装强力磁铁,当过山车进入停车区时,铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下,下列说法中错误的是
A.过山车进入停车区时其动能转化成电能
B.过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流
C.把铜片换成有机玻璃片,也能达到相同的刹车效果
D.过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速
【答案】C
【解析】磁力刹车制动器是由一个或两个磁力很强的钕磁铁长条。当金属片(通常是铜或铜铝合金)切割磁感线时,会在金属内部产生涡流,这将生成一个磁场来反抗运动。由此产生的制动力是成正比的速度,金属片在磁铁内移动,同时产生热能。,故C选项中玻璃片不是金属,达不到同样的刹车效果。C错误。
4.(2019·全国高二专题练习)图中L是绕在铁心上的线圈,它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路.线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同时电流为正.电键K1和K2都处于断开状态.设在t=0时刻,接通电键K1,经过一段时间,在t=t1时刻,再接通电键K2,则能较正确在表示L中的电流I随时间t的变化的图线是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】在t=0时刻,接通电键K1,通过线圈的电流从无到有增大,线圈中产生自感电动势,阻碍电流增大,使得线圈中电流只能逐渐增大,而方向不变,仍为正方向.当电流稳定后,线圈中不产生自感电动势,电流一定.在t=tl时刻,再接通电键K2,线圈和R被短路,线圈中电流将要减小,由于自感电动势的阻碍,使得线圈中电流只能逐渐减小到零,根据楞次定律,电流方向与原来方向相同,仍为正方向.故选A.
【点睛】对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,不产生自感电动势,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源.
5.(2018·全国高二专题练习)著名物理学家弗曼曾设计过一个实验,如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球,整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦,当电源接通的瞬间,下列关于圆盘的说法中正确的是( )
A.圆盘将逆时针转动
B.圆盘将顺时针转动
C.圆盘不会转动
D.无法确定圆盘是否会动
【答案】A
【解析】线圈接通电源瞬间,则变化的磁场产生变化的电场,从而导致带电小球受到电场力,使其转动.接通电源瞬间圆板受到电场力作用而转动,由于金属小球带负电,再根据电磁场理论可知,变化的磁场会产生变化电场,因此向上磁场变大,则产生顺时针方向的电场,负电荷受到的电场力与电场方向相反,则有逆时针方向的电场力,故圆盘将沿逆时针方向运动,A正确