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“四翼”检测评价(八) 自感现象与涡流
A组—重基础·体现综合
1.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A.库仑 B.霍尔
C.洛伦兹 D.法拉第
解析:选D 高频焊接利用的电磁学规律是电磁感应现象,发现者是法拉第,A、B、C项错误,D项正确。
2.下列说法正确的是( )
A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
B.线圈的自感作用是阻碍通过线圈的电流
C.当穿过线圈的磁通量为0时,感应电动势一定为0
D.自感电动势阻碍原电流的变化
解析:选D 当磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场相同。即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增大还是减小,故A错误;线圈的自感作用是阻碍通过线圈的电流的变化,不是阻碍电流,故B错误;线圈的感应电动势的大小与磁通量的大小无关,与磁通量的变化率有关,故C错误;根据线圈自感的特点可知,自感电动势阻碍原电流的变化,故D正确。
3.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同的高度处由静止释放,并落至底部。则小磁块( )
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的短
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的小
解析:选D 当小磁块在光滑的铜管P中下落时,由于穿过铜管的磁通量变化,导致铜管产生感应电流,小磁块将受到阻碍作用,而对于塑料管内的小磁块没有任何阻碍,在做自由落体运动,故A错误;由A选项分析可知,在铜管P中的小磁块机械能不守恒,而在塑料管中的小磁块机械能守恒,故B错误;在铜管中小磁块受到感应电流产生的磁场力,故在P中的下落时间比在Q中的长,故C错误;根据动能定理可知,因磁场力做功,则落至底部时在P中的速度比在Q中的小,故D正确。
4.纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具,它的制动能量回收系统通过能量回收再利用,可提高汽车对能量的利用效率。制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动,将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来。关于制动能量回收,下列说法正确的是( )
A.制动能量回收利用了电磁感应现象
B.制动能量回收利用了电流的热效应
C.制动能量回收时,将车辆制动时的全部动能转化为内能
D.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为重力势能
解析:选A 汽车在制动刹车过程中,动能减小,减小的动能一部分以电能的形式存储,因此制动能量回收利用了电磁感应现象,将车辆的部分动能转化为电能,A正确。
5.(2022·泉州高二检测)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,下列说法不正确的是( )
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
解析:选D 闭合S1,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,A选项不合题意;闭合S1,电压表示数等于线圈两端的电压为U=U外-IR,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,B选项不合题意;待两电表示数稳定后,方可读取U、I的值,此时R0=,C选项不合题意;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,现在这个电流将反向通过电压表,并产生很大反向电动势,造成电压表损坏,所以实验完毕应先断开开关S2,D选项符合题意。
6.(多选)如图所示的电路中,灯泡A1、A2完全相同,自感线圈L的电阻跟灯泡的电阻相差不大。先接通S,使电路达到稳定,再断开S。下列表示通过A1、A2的电流随时间变化的关系图像正确的是( )
解析:选BD S接通时,流过线圈的电流发生变化,线圈中会产生自感电动势,阻碍电流的变化,经过一段时间后,电路达到稳定,自感作用消失,流过灯A1的电流如选项B所示;S接通且电路稳定时,流过灯A2的电流大于流过灯A1的电流,方向是从左到右,当S断开时,线圈L产生自感电动势,并与灯A1、A2组成回路,产生自感电流,使流过灯A2的电流反向,逐渐减小到零,D正确。
7.如图所示,L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,灯泡L1与一理想二极管D连接。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后,L1会逐渐变亮
B.