第2章 第3节 自感现象与涡流-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）

第3节　自感现象与涡流 第2章　电磁感应及其应用   [学习目标]　1.知道自感现象,能用自感解释简单的电磁现象,了解自感现象在生活中的应用。　2.能用法拉第电磁感应定律分析通电、断电时自感现象的成因以及能量转化(重难点)。　3.知道涡流现象,能解释涡流的成因,知道涡流现象的应用和危害。 课时作业 巩固提升 要点1　自感现象的理解与应用 要点2　自感现象中的图像问题 要点3　涡流及其应用 内容索引 要点1　自感现象的理解与应用 一 4 梳理 必备知识 自主学习 1.由线圈　　　　　　变化所产生的电磁感应现象称为自感现象。  2.由线圈自身电流变化所产生的感应电动势称为　　　　　　。  3.自感电动势的作用:自感电动势总是要　　　　导体自身的电流发生变化。  4.自感电动势的大小:E=L,其中L是自感系数,简称　　　　或 　　　　,单位:　　　　,符号为H。  自身的电流 自感电动势 阻碍 自感　 电感　 亨利 5.自感系数大小的决定因素:线圈的横截面积　　　　,单位长度匝数　　　　,线圈　　　　,它的自感就越大,此外,将铁芯插入线圈,会使线圈的自感大大增加。  6.自感现象的应用:日光灯镇流器,与电容器组成振荡电路,电焊机。 越大　 越多　 越长 [思考与讨论] 行驶在大街上的无轨电动车拖着两条长长的“辫子”——电弓。当道路不平车身颠簸时,“辫子”瞬间脱离电网线,在“辫子”与电网线之间就会闪现电火花,同时发出“啪、啪”的响声,“辫子”与电网线之间为什么会闪现电火花? 提示:电弓脱离电网线的瞬间电流减小,由于自感现象,产生的自感电动势很大,使电弓与电网线之间的空气被电离,从而产生电火花。 1.自感电动势的理解 (1)产生原因 通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在线圈上产生感应电动势。 (2)自感电动势的方向 当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同(即:增反减同)。 归纳 关键能力 合作探究 (3)自感电动势的作用 阻碍原电流的变化,而不是阻止,原电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长,即总是起着延缓电流变化的作用。 2.灯泡亮度变化的分析   与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图     通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大,然后逐渐减小达到稳定。灯泡突然变亮然后逐渐变暗,最后亮度不变 断电时 电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2,①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮一下后逐渐变暗,两种情况灯泡电流方向均改变 [例1]　(2024·山东威海期末)如图所示,L为自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0,A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是(　　) A.S闭合瞬间,A先亮B后亮 B.S闭合稳定后,A、B一样亮 C.S断开,B立即熄灭,A闪亮后熄灭 D.S断开瞬间,A中电流方向自左向右 C S闭合的瞬间,电路中的电流突然增大,L会产生自感 电动势来阻碍线圈中变强的电流,即L相当于一个大 电阻,可将其电流忽略不计,所以灯泡A、B会同时变 亮,A错误;S闭合稳定后,由于L的电阻几乎为零,所以灯泡A将被短路,只有灯泡B在亮,B错误;S断开时,灯泡B将立即熄灭,线圈L和灯泡A则组成了一个回路,自感电流将流过灯泡A,所以灯泡A将闪亮后熄灭,C正确;S断开的瞬间,电路中的电流突然减小,所以L中激发的自感电流与S断开之前电路中流过L的电流同向,所以自感电流在A中的方向为自右向左,D错误。 [针对训练]　1.如图所示,L1和L2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S闭合和断开时,L1、L2先后亮暗的顺序是(　　) A.闭合时,L1先达到最大亮度;断开时,L1后变暗 B.闭合时,L2先达到最大亮度;断开时,L2后变暗 C.闭合时,L1先达到最大亮度;断开时,L1先变暗 D.闭合时,L2先达到最大亮度;断开时,L2先变暗 A 开关闭合时,由于线圈L的自感作用阻碍电流的增大,所以大部分电流从L1中流过,L1先达到最大亮度;开关断开时,线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流的方向相同,且只能在L与L1的闭合回路中流过,L1中有自感电流,所以L1后变暗。故选项A正确。 二 要点2　自感现象中的图像问题 16 分析自感现象中图像问题的思路 (1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)。 (2)根据楞次定律,判断自感电动势的方向。 (3)分析线圈中电流的变化情况。电流增强时(如通电时),由于自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍电流增加,因此电流逐渐增大;电流减小时(如断电时),自感电动势与原电流方向相同,线圈中电流逐渐减小,不能发生突变。 (4)明确电路中元件与自感线圈的连接方式,若元件与自感线圈串联,元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律;若元件与自感线圈并联,元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律;若元件与自感线圈构成临时回路,元件成为自感线圈的临时外电路,元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律。 [例2]　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,L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源。在t=0的时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过L1和L2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(　　) C 当闭合开关后,因为线圈与L1串联,所以电流I1会慢慢增 大,灯泡L2这一支路立即就有电流;当开关断开后,因为线 圈阻碍电流的减小,而且L1和L2、L3构成回路,所以通过 L1的电流不会立即消失,会从原来的大小慢慢减小,且方向不变,通过L1的电流也流过L2,所以I2变成反向,由于电路稳定时通过L1的电流I1大于通过L2的电流I2,则I2会突然变大再逐渐减小,故A、B、D错误,C正确。 [针对训练]　2.在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开开关S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像,正确的是(　　) B 开关S闭合的瞬间,由于电感L的阻碍作用,由R与L组 成的支路相当于断路,此后L的阻碍作用不断减小, 相当于外电路并联部分的电阻不断减小,因为本题 中电源内阻为r,不能忽略,因而根据闭合电路欧姆定律I=知,干路中的总电流不断增大,由U内=Ir得内电压不断增大,由UAB=E-Ir得路端电压UAB不断减小,直到某一定值;电路稳定后,由于R的阻值大于灯泡D的阻值,所以流过L的电流小于流过灯泡D的电流;当开关断开时,由于电感L的自感作用,流过灯泡D的电流立即与L中的电流相等(与灯泡中原来的电流方向相反且逐渐减小),即UAB反向且逐渐减小,选项B正确。 三 要点3　涡流及其应用 23 1.涡流:将一金属块放在变化的磁场中,穿过金属块的磁通量发生变化,金属块内部就会产生　　　　　　。这种电流在金属块内部形成闭合回路,就像　　　　一样,我们把这种感应电流称为涡电流,简称涡流。  2.涡流的特点:若金属的电阻率很小,穿过金属的磁通量变化时产生的涡流　　　　,使金属　　　　　　。  梳理 必备知识 自主学习 感应电流　 旋涡 较大　 很快发热 3.涡流的应用与防止 (1)涡流的应用:电磁炉、安检门。 (2)涡流的防止:电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。 (3)减小涡流的方法:用电阻率较大且涂有绝缘材料的硅钢板材叠加做成铁芯。 [思考与讨论] 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,感应电流的方向可以判断吗? 提示:有。变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场使导体产生感应电流,它的形状像水中的旋涡,所以把它称为涡电流,简称涡流。涡流的方向遵循楞次定律,可根据安培定则判断。 1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动(运动方向与磁场方向不平行)。 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中,磁场能转化为电能,最终转化为内能。 (2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能。 归纳 关键能力 合作探究 [例3]　(多选)如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图。高频感应炉中装有待冶炼的金属,当线圈中通有电流时,待冶炼金属就会熔化。以下关于高频感应炉的说法正确的是(　　) A.高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流, 才会产生涡流 B.高频感应炉的线圈中通有恒定的电流, 也可以产生涡流 C.高频感应炉是利用线圈中的电流产生的焦耳热使金属熔化的 D.高频感应炉是利用炉内金属中的涡流的热效应使金属熔化的 AD 变化的电流才能产生变化的磁场,引起磁通量的变化,产生感应电流(涡流),选项A正确,B错误;当感应炉内装入待冶炼的金属时,会在金属中产生涡流,从而使金属熔化,高频感应炉不是利用线圈中的电流产生的焦耳热使金属熔化的,选项C错误,D正确。 [针对训练]　3.(2024·河北沧州期末)如图是一种电加热装置,当把一铁块放入线圈中且不接触线圈,稍等片刻,铁块就会烧得通红,小明同学由此做出了以下一些猜想,其中正确的是(　　) A.若把一干燥的木棍伸入线圈中,木棍会被烧着 B.线圈内部一定通有随时间变化的电流 C.线圈内部一定通有强度很大的恒定直流 D.铁块是否会变红与线圈中电流是否变化无关 B 由题意可知这是电磁感应现象,木棍中不能形成电流,故木棍不会烧着,A错误;变化的电流能产生变化的磁场,变化的磁场可在铁块内部产生涡流,由于电流的热效应才把铁块烧红,C、D错误,B正确。 四 课时作业 巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 [A组　基础巩固练] 1.关于线圈中自感电动势的大小,下列说法正确的是(　　) A.电流变化越大,自感电动势越大 B.电流变化越快,自感电动势越大 C.通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势为零 D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大 13 B 14 15 16 由E=L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量的大小无关,故选项A、C、D错误,B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2.关于自感现象、自感系数、自感电动势,下列说法正确的是(　　) A.当线圈中通恒定电流时,线圈中没有自感现象,线圈自感系数为零 B.线圈中电流变化越快,线圈的自感系数越大 C.自感电动势与原电流方向相反 D.对于确定的线圈,其产生的自感电动势与其电流变化率成正比 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 14 15 16 当线圈中通恒定电流时,线圈中没有自感现象,不产生自感电动势,但是线圈自感系数不为零,选项A错误;线圈中电流变化越快,产生的自感电动势越大,线圈的自感系数与电流变化快慢无关,选项B错误;根据楞次定律知,当线圈中电流增大时,自感电动势阻碍电流增大,自感电动势方向与原电流方向相反,当线圈中电流减小时,自感电动势阻碍电流减小,自感电动势方向与原电流方向相同,选项C错误;对于确定的线圈,自感系数L一定,其产生的自感电动势与其电流变化率成正比,选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 14 15 16 通入恒定直流电时,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,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 4.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流 变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示, 其中的原理是(　　) A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的 自感电动势互相抵消 B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消 C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消 D.以上说法均不对 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 14 15 16 由于采用了双线绕法,两股导线中的电流等大反向,它们产生的磁场方向相反,磁通量相互抵消,不论导线中的电流如何变化,线圈中的磁通量始终为0,所以消除了自感现象的影响,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 5.(多选)(2024·天津二十中期末)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在承封容器的封口处,达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是(　　) A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口,但不适用于金属容器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 CD 14 15 16 由于封口机利用了电磁感应原理,故封口材料必须是金属类材料,而且电源必须是交流电,故A、B错误;减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量,即控制温度,故C正确;封口材料应是金属类材料,但对应被封口的容器不能是金属,否则同样被熔化,只能是玻璃、塑料等材质,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 6.(多选)(2024·福建三明期末)如图为自感现象演示实验,R0为滑动变阻器,L为电感线圈。闭合开关,灯1立即变亮,而另一个相同的灯2逐渐变亮,最终两灯的亮度相同。下列说法正确的是(　　) A.闭合开关瞬间,流过L与R0的电流相等 B.闭合开关电路稳定后,流过L与R0的电流相等 C.闭合开关电路稳定后,流过L与R0的电流不等 D.开关断开瞬间,流过灯1的电流方向由左向右 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 BD 14 15 16 闭合开关瞬间,电感线圈L对电流的增大有阻碍作用,所以流过L与R0的电流不相等,A错误;灯1、2是两个相同的灯泡,最终亮度相同,所以闭合开关电路稳定后,流过L与R0的电流相等,B正确,C错误;开关断开瞬间,电感线圈L产生自感电动势,电流由右向左,线圈L、滑动变阻器、灯1、灯2构成回路,灯1的电流由左向右,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 7.(多选)(2024·山东济南期末)图甲和图乙是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的阻值不相同 B.图甲中,闭合S1,电路稳定后, A1中电流大于L1中电流 C.图乙中,变阻器R与L2的阻值相同 D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 AC 14 15 16 图甲中,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,是因为电路稳定时,L1的电流大于A1的电流,可知L1的电阻小于A1的电阻,故B错误,A正确;图乙中,闭合S2瞬间,L2对电流的变化有阻碍作用,所以L2中电流与变阻器R中电流不相等,最终A2与A3的亮度相同,说明变阻器R与L2的阻值相同,故D错误,C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 8.(多选)(2024·北京朝阳区期末)电磁炉是家庭中常用的炊具,具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉,其结构简图如图所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,接通交流电源,一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是(　　) A.简易电磁炉工作时,利用其线圈产生的涡流来加热水 B.家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料, 主要是因为陶瓷的导热性能较差 C.简易电磁炉工作时,利用金属杯产生的涡流来加热水 D.仅增大简易电磁炉交流电的频率,可以缩短水达到沸腾的时间 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 CD 14 15 16 简易电磁炉工作时,通过金属杯的磁通量发生变化,金属杯产生涡流,利用涡流来加热水,A错误,C正确;家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料,主要是因为陶瓷不能产生涡流,金属能产生涡流,B错误;仅增大简易电磁炉交流电的频率,通过金属杯的磁通量变化率增大,感应电流增大,电功率增大,可以缩短水达到沸腾的时间,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 9.(多选)金属探测器是用来探测金属的仪器,如图所示,关于其工作原理,下列说法中正确的是(　　) A.探测器内的探测线圈会产生变化的磁场 B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C.探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D.探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 AC 14 15 16 金属探测器利用涡流探测金属物品的原理是:线圈中交变电流产生交变的磁场,会在金属物品中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,故选A、C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 [B组　综合强化练] 10.(2024·山东威海期末)传感器与计算机相结合能在屏幕上显示电流随时间变化的图像,如图所示的电路中,L为电感线圈, 为电流传感器,在开关闭合后电路中电流随时间变化的图像正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 14 15 16 电路接通后,电路中的电流变大,由于线圈中产生自感电动势起阻碍作用,电流只能逐渐增大,直到最大时达到稳定,故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 11.(2024·江苏淮安期末)如图所示电路,开关S闭合稳定后,流经线圈L的电流为I1=0.4 A,流过灯泡的电流为I2=0.2 A。现将S突然断开,S断开前后,下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A 14 15 16 S闭合且稳定后流过线圈的电流是0.4 A,流过灯泡的电流是0.2 A,当S断开后,灯泡原来的电流立即消失,线圈中电流要开始减小,将产生自感电动势,阻碍电流的减小,并与灯泡组成闭合回路,所以通过灯泡的电流会从0.4 A开始逐渐减小,S断开后灯泡中电流的方向与S断开前灯泡中电流的方向相反。故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 12.(2024·北京朝阳区模拟)著名的“圆盘实验”中,将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是(　　) A.磁针的磁场使圆盘磁化,圆盘产生的磁场导致磁针转动 B.圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 14 15 16 铜不会被磁针磁化,磁针转动的原因在于圆盘与磁针存 在相对运动,使圆盘切割磁感线,产生了涡流,而涡流的 磁场导致磁针转动,故A错误,B正确;在圆盘转动的过程 中,圆盘位置和面积均未变,根据磁针周围磁感线的分布 情况可知磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量未变,故C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动,但铜离子也会随圆盘一起运动,二者产生的等效电流大小相同、方向相反,即可认为圆盘整体不会因圆盘转动产生电流,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 13.(2024·江苏南京一中期末)在一水平通电直导线的正下方,有一半圆形光滑圆弧轨道。一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放,则下列说法中正确的是(　　) A.圆环最终停在轨道的最低点B B.圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C C.圆环运动过程中机械能守恒 D.圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A 14 15 16 由于圆环运动的范围内,各处的磁感应强度不同,所以圆环运动的过程中机械能不断转化为电能,故圆环的机械能会越来越小,最终停在最低点B,故A正确;因为圆环在运动的过程中,产生感应电流,对整个过程由能量守恒定律得,重力势能转化为电能,故不能上升到右侧与C点等高处,故B错误;整个过程重力势能转化为电能,机械能不守恒,故C错误;圆环来回运动,磁通量不断变化,所以感应电流方向不断变化,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 14.(2024·北京西城区期末)如图所示,一根长1 m左右的空心铝管竖直放置,把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁铁从铝管上端放入管口,圆柱形磁铁直径略小于铝管的内径。让磁铁从管口处由静止下落,磁铁在管内运动时,没有跟铝管内壁发生摩擦,不计空气阻力。有关磁铁在铝管中下落的过程,下列说法可能正确的是(　　) A.磁铁做自由落体运动 B.磁铁受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下 C.磁铁受到的合力方向一直向下 D.磁铁的机械能先增大后减小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 C 磁铁下落时,由于是无缝空心铝管,故会产生电磁感应,出现涡 流,根据楞次定律可知会产生阻力阻碍小圆柱永磁铁的下落。 开始时,速度较小,阻力小于重力,合力向下,当速度逐渐增大时, 磁铁所受阻力也增大,加速度减小;当空心铝管足够长时,磁铁 会先做加速度逐渐减小的加速运动,速度最大时,小圆柱所受 阻力等于重力,做匀速直线运动,因此磁铁不可能做自由落体运动,且磁铁受到铝管中涡流的作用力方向一直向上,故A、B错误。当铝管长度有限时,磁铁可能达不到最大速度就穿过了铝管,即该过程中磁铁受到的合力方向一直向下,故C正确。由于一直存在阻力做负功,因此磁铁的机械能一直减小,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 [C组　培优选做练] 15.如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器,下列说法正确的是(　　) A.图甲中,闭合开关S时,A、B两灯 立刻达到相同的亮度 B.图甲中,闭合开关S足够长时间后 再断开,A、B两灯逐渐变暗,同时熄灭 C.图乙中,闭合开关S足够长时间后,A灯发光,B灯不发光 D.图乙中,闭合开关S足够长时间后再断开,流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 B 题图甲中,闭合开关S时,L自感系数很大,对 电流的阻碍作用较强,所以灯泡A逐渐变亮, B立即变亮,A错误;题图甲中,闭合开关S足 够长时间后再断开,自感线圈与灯泡A、B 组成回路,回路中的电流逐渐减小,灯泡A、 B逐渐变暗,最后熄灭,B正确;题图乙中,闭合开关S足够长时间后,自感线圈相当于短路,灯泡A不发光,电容器充电完成,灯泡B发光,C错误;题图乙中,闭合开关S足够长时间后再断开,电容器和灯泡B形成回路并开始放电,放电形成的电流与原来通过灯泡B的电流方向相同,电流的大小逐渐减小最后变为零,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 16.某学生做自感现象实验时,连接电路如图所示,则(　　) A.闭合开关S,L1灯泡立刻变亮,且亮度不变 B.闭合开关S,L2灯泡逐渐变亮,然后亮度不变 C.电路稳定后断开开关S,L1灯泡先闪亮一下 后再熄灭 D.电路稳定后断开开关S,L2灯泡先变亮后再 逐渐熄灭 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 D 闭合开关的瞬间,由于线圈中自感电动势的作用,L1灯 逐渐变亮,电路中的电流稳定后亮度不变,故A错误;闭 合开关的瞬间,由于二极管具有单向导电性,所以无电 流通过L2,L2始终不亮,故B错误;在电路稳定后,断开开 关S的瞬间,L由于产生自感电动势,相当于电源,产生与 原电流方向相同的自感电流,电流能通过二极管,灯泡L1、L2串联,所以L1逐渐熄灭,L2突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,故C错误,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 $$