专题05 涡流、自感、电磁驱动与电磁阻尼（压轴28题10大考点）（考题猜想）-2024-2025学年高二物理下学期期中考点大串讲（教科版2019）

专题05 涡流、自感、电磁驱动与电磁阻尼（压轴20题10大考点） 训练范围：教科版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 1． 涡流的原理、应用与防止（共2小题） 二．电磁灶的结构和原理（共2小题） 三．电磁阻尼与电磁驱动的理解（共2小题） 四．电磁驱动原理的其他应用（共2小题） 五．自感和自感电动势（共2小题） 六．含自感线圈的电路闭合及断开后电流的变化及其图像（共2小题） 七．分析含自感线圈的电路小灯泡能否闪亮的原因（共2小题） 八．日光灯镇流器的原理和作用（共2小题） 九．互感（共2小题） 十．导体框在方向交替变化的运动磁场中的运动情况及能量转化（共2小题） 一．涡流的原理、应用与防止（共2小题） 1．关于涡流，下列说法正确的是（　　） A．涡流都是可以避免的 B．涡流发热，要损耗额外的能量 C．涡流都是有害的 D．金属通以恒定电流会产生涡流 2．如图甲所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和共轴，中通有按照正弦规律变化的电流，如图乙所示。图中箭头为电流的正方向。在时间内关于线圈中涡旋电流的大小和方向（俯视），下列说法中正确的是（　　） A．不断减小，顺时针 B．不断减小，逆时针 C．不断增大，顺时针 D．不断增大，逆时针 二．电磁灶的结构和原理（共2小题） 3．某同学制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上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，在金属杯底部产生涡流 B．使用陶瓷器皿，不影响简易电磁炉加热效果 C．仅减小交流电的频率，简易电磁炉的功率增大 D．若在输入端接恒定电流，简易电磁炉仍能正常工作 4．电磁炉（或电磁灶）是家家户户常见的电器，如图所示.关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　） A．烹调锅换成陶瓷的也可以正常加热食物 B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的 C．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的 D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用 三．电磁阻尼与电磁驱动的理解（共2小题） 5．如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 6．如图所示，使一个铜盘绕竖直的轴匀速转动，且假设摩擦等阻力不计，现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则下列说法正确的是（　　） A．铜盘的转动将变慢 B．铜盘的转动将变快 C．铜盘仍以原来的转速转动 D．无法判断铜盘的转动情况 四．电磁驱动原理的其他应用（共2小题） 7．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 8．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是（　　） A．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转 B．线框能旋转起来，是因为电磁感应 C．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率 D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大 五．自感和自感电动势（共2小题） 9．如图所示为用漆包线绕制的线圈，其中AOB为线圈的中心轴线，O点为线圈的中心，且。当线圈中通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若通入恒定直流电，A、B两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 B．若通入恒定直流电，O点处的磁感应强度小于A点处的磁感应强度 C．若通入交流电，不同匝的线圈之间可能会互相排斥 D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，O点处的磁感应强度增大 10．电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（    ） A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B．时发射线圈中的感应电动势最大 C．时驱动线圈的自感电动势最大 D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动 六．含自感线圈的电路闭合及断开后电流的变化及其图像（共2小题） 11．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 12．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A．开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B．开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C．开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D．开关断开时、立即熄灭 七．分析含自感线圈的电路小灯泡能否闪亮的原因（共2小题） 13．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个完全相同的小灯泡。以下说法正确的是（    ） A．闭合开关S后，A灯立即变亮且亮度保持不变 B．闭合开关S，待电路稳定后，A灯与B灯亮度相同 C．断开开关S后，流过B灯的电流方向向右 D．断开开关S后，A灯立即熄灭，B灯闪亮后逐渐熄灭 14．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，流过和电流方向相反 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，闪亮后与一起熄灭 D．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭 八．日光灯镇流器的原理和作用（共2小题） 15．如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法不正确的是（　　） A．日光灯启动利用了镇流器中线圈的自感 B．日光灯正常发光时，镇流器起降压限流的作用 C．日光灯正常发光后取下启动器，仍能正常工作 D．日光灯正常发光后取下启动器，不能正常工作 16．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的 B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻 C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管 D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管 九．互感（共2小题） 17．如图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和。在断开开关的时候，弹簧并不会立刻将衔铁拉起而使触头（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列变化会影响延时效果的是（　　） A．电源正负极颠倒 B．线圈绕向反向 C．线圈绕向反向 D．线圈不闭合 18．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是（　　） A．漏电保护装置利用的原理是互感现象 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 十．导体框在方向交替变化的运动磁场中的运动情况及能量转化（共2小题） 19．电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（　　） A． B． C． D． 20．（多选）如图所示，竖直平面内过O点的竖直虚线左右两侧有垂直纸面大小相等、方向相反的水平匀强磁场，一导体圆环用绝缘细线连接悬挂于O点，将导体圆环拉到图示a位置静止释放，圆环绕O点摆动，则（　　） A．导体圆环从a运动到b位置的过程中，有顺时针方向电流 B．导体圆环从b运动到c位置的过程中，电流总是顺时针方向 C．导体圆环在b位置的速度大小与c位置速度大小不相等 D．导体圆环向右最多能摆到与a位置等高的位置 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 涡流、自感、电磁驱动与电磁阻尼（压轴20题10大考点） 训练范围：教科版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 一．涡流的原理、应用与防止（共2小题） 1．关于涡流，下列说法正确的是（　　） A．涡流都是可以避免的 B．涡流发热，要损耗额外的能量 C．涡流都是有害的 D．金属通以恒定电流会产生涡流 【答案】B 【解析】A．涡流是难以完全避免的，在电机、变压器等电气设备中，由于交变磁场的存在，导体内部就会不可避免地产生涡流，A错误； B．涡流发热会损耗额外能量，例如变压器铁芯中涡流导致能量损失，B正确； C．涡流并不都是有害的，真空冶炼炉利用涡流熔化金属，C错误； D．金属通以恒定电流不产生变化磁场，无法产生涡流，D错误。 故选B。 2．如图甲所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和共轴，中通有按照正弦规律变化的电流，如图乙所示。图中箭头为电流的正方向。在时间内关于线圈中涡旋电流的大小和方向（俯视），下列说法中正确的是（　　） A．不断减小，顺时针 B．不断减小，逆时针 C．不断增大，顺时针 D．不断增大，逆时针 【答案】A 【解析】结合图乙，右手定则可知，螺线管中的电流在时间内在线圈中产生的磁场方向向上且强度逐渐增大，楞次定律可知线圈中感应电流方向为顺时针，且时间内，电流变化越来越慢，即产生的电动势变小，则电流减小。 故选A。 二．电磁灶的结构和原理（共2小题） 3．某同学制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上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，在金属杯底部产生涡流 B．使用陶瓷器皿，不影响简易电磁炉加热效果 C．仅减小交流电的频率，简易电磁炉的功率增大 D．若在输入端接恒定电流，简易电磁炉仍能正常工作 【答案】A 【解析】AB．交流电源产生变化的磁场，通过金属杯的磁通量发生变化而产生涡流，利用涡流来加热食物或者水，如果将金属杯换作陶瓷器皿，将不能再产生涡流，即简易电磁炉不能正常工作，A正确，B错误； C．仅减小交流电的频率，根据法拉第电磁感应定律可知，涡流减小，简易电磁炉的功率减小，C错误； D．输入端接恒定电流，无法产生感应电流，电磁炉不能正常工作，D错误。 故选A。 4．电磁炉（或电磁灶）是家家户户常见的电器，如图所示.关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　） A．烹调锅换成陶瓷的也可以正常加热食物 B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的 C．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的 D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用 【答案】B 【解析】ABC.由题意知，电磁炉的原理是利用涡流加热的.交变电流通过线圈产生变化的磁场，在铁质锅体底部产生涡流，使锅体被加热，从而加热锅内食物，烹调锅换成陶瓷的不可以正常加热食物，故AC错误，B项正确； D.电磁炉工作依靠变化的磁场传递能量，在锅和电磁炉中间放一纸板，电磁炉依然能起到加热的作用，故D错误。 故选B。 三．电磁阻尼与电磁驱动的理解（共2小题） 5．如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 【答案】B 【解析】AB．磁铁转动的过程中通过铝笼截面的磁通量增加，因此在铝笼内产生感应电流，根据楞次定律可知铝笼受到安培力作用，导致铝笼转动，为阻碍磁通量增加，则导致铝笼与磁铁转动方向相同，但快慢不相同，铝笼的转速一定比磁铁的转速小，故A错误B正确； C．磁铁从图乙位置开始转动时，导致通过铝笼截面的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流方向为a→b→c→d→a，故C错误； D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝笼转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝笼会受到反方向安培力作用逐渐减速直到停止运动，故D错误。 故选B。 6．如图所示，使一个铜盘绕竖直的轴匀速转动，且假设摩擦等阻力不计，现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则下列说法正确的是（　　） A．铜盘的转动将变慢 B．铜盘的转动将变快 C．铜盘仍以原来的转速转动 D．无法判断铜盘的转动情况 【答案】A 【解析】当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢。也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢。 故选A。 四．电磁驱动原理的其他应用（共2小题） 7．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 【答案】B 【解析】A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是并联关系。故A错误； B．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动。故B正确； C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用。故C错误； D．电池消耗的电能一部分用于线框发热产生的内能，一部分提供线框的动能。故D错误。 故选B。 8．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是（　　） A．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转 B．线框能旋转起来，是因为电磁感应 C．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率 D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大 【答案】A 【解析】AB．由题图可知，圆柱形磁铁产生的磁场为从下端的N极出发，回到磁铁上端的S极；金属导线内的电流方向为从电源的正极流向负极。分析右侧导线框，该线框电流方向为顺时针方向，该区域磁场方向为逆时针方向，画出示意图并根据左手定则可以判断导线框受到垂直于纸面向里的安培力，同理可以判断左侧导线框受到垂直于纸面向外的安培力，故线框能够在安培力的作用下沿逆时针方向旋转，而并不是因为电磁感应，故B错误，A正确。 CD．电池输出的电能转化为线框旋转的机械能以及导线发热两部分，由能量守恒定律知，电池输出的电能大于线框旋转的机械能，再由可知电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率。随着线框由静止开始转动，安培力对外做功消耗电能，当旋转达到稳定时，相当于在电路中串联一个发动机，总等效电阻大于线框自身的电阻，而线框刚开始转动时总电阻即为线框自身的电阻，电池电动势不变，由欧姆定律知此时线框中电流比刚开始转动时的小，故CD错误。 故选A。 五．自感和自感电动势（共2小题） 9．如图所示为用漆包线绕制的线圈，其中AOB为线圈的中心轴线，O点为线圈的中心，且。当线圈中通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若通入恒定直流电，A、B两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 B．若通入恒定直流电，O点处的磁感应强度小于A点处的磁感应强度 C．若通入交流电，不同匝的线圈之间可能会互相排斥 D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，O点处的磁感应强度增大 【答案】D 【解析】AB．根据对称性，通入恒定直流电时，A点处磁感应强度与B点处相同，且A、B、O三点中O点处的磁感应强度最大， A错误，B错误； C．同向电流之间互相吸引，C错误； D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，自感电动势只能阻碍原电流变化，而不能阻止，故O点处的磁感应强度增大，D正确。 故选D。 10．电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（    ） A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B．时发射线圈中的感应电动势最大 C．时驱动线圈的自感电动势最大 D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动 【答案】B 【解析】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，结合题图乙可知，驱动线圈的电流增大，通过发射线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，故A错误； B．时驱动线圈的电流变化率最大，则此时通过发射线圈的磁通量变化得最快，发射线圈中的感应电动势最大，故B正确。 C．同理时驱动线圈的电流变化率最大，此时发射线圈的磁通量变化得最快，驱动线圈的自感电动势最大，故C错误； D．根据楞次定律可知对调电源的正负极后，发射线圈仍然向右运动，故D错误。 故选B。 六．含自感线圈的电路闭合及断开后电流的变化及其图像（共2小题） 11．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 【答案】D 【解析】AB．闭合开关瞬间，由于自感线圈有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A1所在电路的电流方向为从M到N，所以M点电势高于N点电势，故AB错误； C．电路稳定后断开S， A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C错误； D．电路稳定后断开S瞬间，A1所在电路的电流方向为从N→A1→A2→R→M，所以M点电势低于N点电势，故D正确。 故选D。 12．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A．开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B．开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C．开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D．开关断开时、立即熄灭 【答案】C 【解析】ABC．开关闭合时，、马上变亮，因线圈自感而缓慢变亮；开关闭合后，当电路稳定时，自感线圈相当于导线，故、亮度相同，在干路，故最亮；故AB错误，C正确； D．开关断开时立即熄灭，、因线圈断电自感而缓慢熄灭，故D错误。 故选C。 七．分析含自感线圈的电路小灯泡能否闪亮的原因（共2小题） 13．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个完全相同的小灯泡。以下说法正确的是（    ） A．闭合开关S后，A灯立即变亮且亮度保持不变 B．闭合开关S，待电路稳定后，A灯与B灯亮度相同 C．断开开关S后，流过B灯的电流方向向右 D．断开开关S后，A灯立即熄灭，B灯闪亮后逐渐熄灭 【答案】D 【解析】AB．刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故AB错误； CD．稳定后再断开开关S后，灯泡A立即熄灭；灯泡B与线圈L构成闭合回路，感应线圈L阻碍电流减小，流过灯泡B的电流方向从右向左，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 14．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，流过和电流方向相反 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，闪亮后与一起熄灭 D．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭 【答案】D 【解析】AB．S接通时，流过和电流方向相同，由于线圈自感作用，瞬间相当于断路，通过A1的电流等于A2与R电流之和，所以A1先达到最亮，然后线圈自感电动势慢慢减小，通过A1的电流减小，由于线圈的直流电阻不计，稳定后A1熄灭，A2达到最亮，故AB错误； CD．电路稳定后断开S时，通过A2的电流为零，A2先熄灭，A1与线圈构成回路，由于线圈的自感作用，A1闪亮后熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 八．日光灯镇流器的原理和作用（共2小题） 15．如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法不正确的是（　　） A．日光灯启动利用了镇流器中线圈的自感 B．日光灯正常发光时，镇流器起降压限流的作用 C．日光灯正常发光后取下启动器，仍能正常工作 D．日光灯正常发光后取下启动器，不能正常工作 【答案】D 【解析】镇流器在启动时，利用线圈的自感产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内；灯管正常发光后，电流不再流过启动器，所以并联在灯管两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作。 本题选择不正确的，故选D。 16．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的 B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻 C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管 D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管 【答案】D 【解析】A．当开关接通220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电,辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触；电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子，双金属片自动复位，两极断开；故A错误； B．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。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；则镇流器相当于自感电源，提供高压，故B错误； C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S不能提供高压让氩气分子电离，则不能正常点燃日光灯管，故C错误； D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，相当于启动器的作用，也能提供断电时的自感电动势获得高压，则仍有可能点燃日光灯管，故D正确； 故选D。 九．互感（共2小题） 17．如图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和。在断开开关的时候，弹簧并不会立刻将衔铁拉起而使触头（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列变化会影响延时效果的是（　　） A．电源正负极颠倒 B．线圈绕向反向 C．线圈绕向反向 D．线圈不闭合 【答案】D 【解析】A．电源正负极颠倒，只会改变线圈中电流的方向，而断开开关时，延时效果是由线圈中的自感现象产生的，与电源正负极无关，所以不影响延时效果，A错误； B．线圈绕向反向，同样只是改变线圈产生的磁场方向，在断开开关时，主要是线圈的自感起延时作用，线圈绕向不影响线圈的自感，所以不影响延时效果，B错误； C．线圈绕向反向，只会改变线圈中自感电流的方向，自感电动势的大小不变，对延时效果没有影响，C错误； D．若线圈不闭合，就不会产生自感电流，那么在断开开关时，没有自感电流产生的磁场阻碍磁通量的减小，弹簧会立刻将衔铁拉起，会影响延时效果，D正确。 故选D。 18．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是（　　） A．漏电保护装置利用的原理是互感现象 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 【答案】C 【解析】ACD．若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理而不是利用互感，故C正确，AD错误； B．图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。 故选C。 十．导体框在方向交替变化的运动磁场中的运动情况及能量转化（共2小题） 19．电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】扇形铜框逆时针转动时，对于A、D选项，通过铜框的磁通量不发生变化，无感应电流产生，则线圈不会受到安培力阻碍； 对于B、C选项，通过铜框的磁通量发生变化，产生感应电流，B项的铜框只有单边或受到安培阻力作用，而C项的铜框边、边同时受到安培阻力作用，所以最合理的是C选项。故ABD错误，C正确。 故选C。 20．（多选）如图所示，竖直平面内过O点的竖直虚线左右两侧有垂直纸面大小相等、方向相反的水平匀强磁场，一导体圆环用绝缘细线连接悬挂于O点，将导体圆环拉到图示a位置静止释放，圆环绕O点摆动，则（　　） A．导体圆环从a运动到b位置的过程中，有顺时针方向电流 B．导体圆环从b运动到c位置的过程中，电流总是顺时针方向 C．导体圆环在b位置的速度大小与c位置速度大小不相等 D．导体圆环向右最多能摆到与a位置等高的位置 【答案】BC 【解析】A．导体环从a运动到b位置的过程中，磁通量不变，没有感应电流，故A错误； B．导体环从b运动到c位置的过程中，垂直纸面向里的磁场对应的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，垂直纸面向外的磁场对应的磁通量在增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，所以电流总是顺时针方向。故B正确； CD．从b到c，该过程重力不做功，但是发生电磁感应，动能转化为电能，速度减小，导体环在b位置和c位置速度大小不相等，也因此，导体环不能摆到与a位置等高的位置，故C正确，D错误。 故选BC。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$