1. 自感现象和涡流现象（分层作业）物理沪科版选择性必修第二册

1．自感现象和涡流现象 目 录 【攻核心·技能提升】 1 一、自感现象 1 二、涡流和电磁阻尼 3 【拓思维·重难突破】 5 【链高考·精准破局】 7 一、自感现象 1.关于线圈的自感系数，下列说法正确的是(　　) A.线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大 B.线圈中电流等于零时，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 2.(多选)下列关于自感现象的说法中，正确的是(　　) A.自感现象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加铁芯时要小 3.如图，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。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 B.闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮 C.闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯更亮 D.断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭 4.如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中R0为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R(可视为不变)，电感线圈的自感系数为L、电阻为RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显。为了在上述实验过程中观察到更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是(　　) A.更换电感线圈中的铁芯，使L减小 B.更换电感线圈中的铁芯，使L增大 C.更换电感线圈，保持L不变，使RL减小 D.更换电感线圈，保持L不变，使RL增大 5.如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的自感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡。电源内阻忽略不计，则下列说法正确的是(　　) A.闭合开关瞬间，A、B、C同时亮起，然后A灯逐渐熄灭 B.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，A灯电流反向 C.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，a点电势高于b点 D.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，自感电动势大于电源电动势 6.如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻的阻值均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0。现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是(　　) A.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零 B.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终小于I0 C.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变 D.自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0 7.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，其中的道理是(　　) 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 二、涡流和电磁阻尼 8. (多选)如图所示，真空冶炼炉冶炼合金钢时，在线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流的热量使金属熔化。下列说法正确的是(　　) A.炉内金属中产生的涡流是感应电流 B.炉内金属发生了电磁感应现象 C.处于变化的磁场中的金属内都有涡流产生 D.炉内金属电阻率越小，形成的涡流越小 9.电磁炉具有无明火、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.若将交流电源改为恒定电流，则简易电磁炉仍能正常工作 B.若将金属杯换作陶瓷器皿，则简易电磁炉仍能正常工作 C.若仅增大交流电的频率，则简易电磁炉的功率增大 D.在线圈和金属杯之间放一层绝缘垫片，简易电磁炉将不能正常工作 10.如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′，接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R＝R0时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R＝2R0时，导体杆振动图像是(　　) 11.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，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.增大涡流，减小铁芯的发热量 D.减小涡流，增加铁芯的发热量 12.(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　) A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯 13.(多选)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架，精密实验仪器的防震装置等。某减震座椅工作原理示意图如图所示，除了弹簧之外，中间还有磁体和固定在底座上的线圈，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则(　　) A.对调磁体的磁极，起不到减震效果 B.对调磁体的磁极，不影响减震效果 C.线圈的匝数越少，电磁阻尼现象越明显 D.线圈的匝数越多，电磁阻尼现象越明显 14.某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是(　　) 15.高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁体的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向里，铝盘随即减速，如图所示。图中磁体左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁体方向运动，磁体右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁体方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是(　　) A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C.磁体与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁体对空洞铝盘的作用力变大 16.电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，而直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。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。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是(　　) 17.如图所示，电路中L1、L2是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是一个电容很大的电容器。当S闭合之后，L1、L2灯泡的发光情况是(　　) A.S闭合后，L1亮一下又逐渐熄灭，L2逐渐变亮 B.S闭合后，L2亮一下又逐渐变暗，L1逐渐变亮 C.S闭合足够长时间后，L1和L2一样亮 D.S闭合足够长时间后，L1、L2都熄灭 18.利用如图所示电路可以演示自感现象，其中L是自感系数较大、直流电阻很小的自感线圈，D1、D2是两个相同的理想二极管，a、b是两个相同的小灯泡，实验中通过开关的通、断过程演示自感现象，下列关于该实验现象的描述正确的是(　　) A.接通开关S瞬间，a灯立即亮，然后亮度逐渐变暗 B.接通开关S瞬间，b灯立即亮，然后亮度保持不变 C.断开开关S瞬间，a灯闪一下，然后逐渐熄灭 D.断开开关S瞬间，b灯闪一下，然后逐渐熄灭 19.某同学利用如图所示电路研究自感现象。A1和A2是两个完全相同的电流传感器，L为直流电阻RL很小的自感线圈，滑动变阻器接入电路的阻值R>RL，E为电源(内阻不可忽略)。在t1时刻闭合开关，t2时刻断开开关，电流传感器A2中电流随时间变化的图像可能正确的是(　　) 20.(多选)如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由电压传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。线圈L的自感系数足够大，下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流大小相等 B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变 C.开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故D2闪亮一下再熄灭 D.根据题中信息，可以推算出u1∶u2=3∶4 21.(2023·全国乙卷，17)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示，分析可知(　　) A.图(c)是用玻璃管获得的图像 B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 22.(2024·甘肃卷，6)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是(　　) A.金属中产生恒定感应电流 B.金属中产生交变感应电流 C.若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D.若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 23.(多选)(2023·全国甲卷·21)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则(　　) A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次 C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.与线圈上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1．自感现象和涡流现象 目 录 【攻核心·技能提升】 1 一、自感现象 1 二、涡流和电磁阻尼 4 【拓思维·重难突破】 7 【链高考·精准破局】 10 一、自感现象 1.关于线圈的自感系数，下列说法正确的是(　　) A.线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大 B.线圈中电流等于零时，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 答案　D 解析　线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、C错误，D正确；自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故选项A错误。 2.(多选)下列关于自感现象的说法中，正确的是(　　) A.自感现象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加铁芯时要小 答案　AC 解析　自感现象实质上属于电磁感应现象。当线圈中的电流发生变化时，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电动势，自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关，A、C正确；自感系数与线圈本身因素有关，加铁芯后线圈的自感系数变大，D错误；当原电流增大时，感应电动势方向与原电流的方向相反，当原电流减小时，感应电动势方向与原电流方向相同，B错误。 3.如图，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。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 B.闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮 C.闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯更亮 D.断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭 答案　D 解析　开关S闭合的瞬间，A灯立即发光，由于线圈的自感阻碍，B灯后发光；由于线圈的电阻可以忽略，且A、B是相同的白炽灯，则最终两灯一样亮，故A、B、C错误；断开开关S的瞬间，线圈与两灯一起构成一个自感回路，由于开始时两灯的电流相同，则断开开关S的瞬间，通过两灯的电流大小不变，所以随后两灯同时慢慢熄灭，故D正确。 4.如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中R0为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R(可视为不变)，电感线圈的自感系数为L、电阻为RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显。为了在上述实验过程中观察到更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是(　　) A.更换电感线圈中的铁芯，使L减小 B.更换电感线圈中的铁芯，使L增大 C.更换电感线圈，保持L不变，使RL减小 D.更换电感线圈，保持L不变，使RL增大 答案　C 解析　闭合开关，在电路稳定的情况下，若RL< R，则线圈中的电流IL>IR；断开开关一瞬间，由于线圈的自感作用，IL不能立刻减小为零，而是逐渐减小，由于IL>IR，在瞬时大电流流过灯泡时，灯泡出现“闪亮”现象。因此，选项C一定可行。 5.如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的自感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡。电源内阻忽略不计，则下列说法正确的是(　　) A.闭合开关瞬间，A、B、C同时亮起，然后A灯逐渐熄灭 B.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，A灯电流反向 C.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，a点电势高于b点 D.闭合开关稳定后，断开开关瞬间，自感电动势大于电源电动势 答案　D 解析　闭合开关瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合开关瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，则通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，则当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，即A灯比B、C两灯亮，故A错误；闭合开关稳定后，断开开关瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C所在电路构成闭合回路，可知，流过自感线圈的电流从a到b，而外电路电流从b流向a，因此a点的电势低于b点的电势，故B、C错误，D正确。 6.如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻的阻值均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0。现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是(　　) A.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零 B.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终小于I0 C.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变 D.自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0 答案　D 解析　当开关S闭合时，通过线圈的电流增大，在线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的增大，但“阻碍”不是“阻止”，“阻碍”实质上是“延缓”，即电路中的电流不会立刻变为2I0，但最终仍会增大到2I0，选项D正确。针方向不变，电流表A2指针偏转方向反向，故D错误。 7.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，其中的道理是(　　) 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 答案　C 解析　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。 二、涡流和电磁阻尼 8. (多选)如图所示，真空冶炼炉冶炼合金钢时，在线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流的热量使金属熔化。下列说法正确的是(　　) A.炉内金属中产生的涡流是感应电流 B.炉内金属发生了电磁感应现象 C.处于变化的磁场中的金属内都有涡流产生 D.炉内金属电阻率越小，形成的涡流越小 答案　ABC 解析　涡流的实质是一种电磁感应现象，任何金属处在变化的磁场中时，均产生感应电流，这样的感应电流即为涡流，A、B、C正确；炉内金属电阻率越小，形成的涡流越大，D错误。 9.电磁炉具有无明火、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.若将交流电源改为恒定电流，则简易电磁炉仍能正常工作 B.若将金属杯换作陶瓷器皿，则简易电磁炉仍能正常工作 C.若仅增大交流电的频率，则简易电磁炉的功率增大 D.在线圈和金属杯之间放一层绝缘垫片，简易电磁炉将不能正常工作 答案　C 解析　交流电源产生变化的磁场，使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，如果将交流电源改为恒定电流或者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、B错误；仅增大交流电的频率，根据法拉第电磁感应定律可知，涡流增大，简易电磁炉的功率增大，C正确；交流电源产生的变化的磁场能穿过绝缘垫片，通过金属杯的磁通量仍会发生变化而产生涡流，故电磁炉仍能正常工作，D错误。 10.如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′，接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R＝R0时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R＝2R0时，导体杆振动图像是(　　) 答案　B 解析　导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可知，导体杆受到的安培力总是阻碍导体杆的运动。当R从R0变为2R0时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所以杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长，故B正确。 11.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，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.增大涡流，减小铁芯的发热量 D.减小涡流，增加铁芯的发热量 答案　B 解析　变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了减小涡流，减小铁芯的发热量，减小功率损失P损，根据η＝×100%，从而提高变压器的效率，故B正确。 12.(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　) A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯 答案　AB 解析　当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡流从而发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高交流电源的频率都是为了增大感应电动势；陶瓷杯不能产生涡电流；取走铁芯会导致磁性减弱而减小感应电动势，故A、B正确，C、D错误。 13.(多选)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架，精密实验仪器的防震装置等。某减震座椅工作原理示意图如图所示，除了弹簧之外，中间还有磁体和固定在底座上的线圈，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则(　　) A.对调磁体的磁极，起不到减震效果 B.对调磁体的磁极，不影响减震效果 C.线圈的匝数越少，电磁阻尼现象越明显 D.线圈的匝数越多，电磁阻尼现象越明显 答案　BD 解析　对调磁体的磁极，震动过程中线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律E＝n，线圈的匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈中的电流越大，电磁阻尼现象越明显，故C错误，D正确。 14.某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是(　　) 答案　A 解析　A图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，A方案合理；如图B、D所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B、D方案不合理；C图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，C方案不合理。 15.高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁体的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向里，铝盘随即减速，如图所示。图中磁体左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁体方向运动，磁体右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁体方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是(　　) A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C.磁体与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁体对空洞铝盘的作用力变大 答案　C 解析　铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直铝盘向外，故A错误；铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直铝盘向里，故B错误；由“来拒去留”可知，磁体与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故C正确；若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁体对空洞铝盘的作用力变小，所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D错误。 16.电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，而直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。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。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是(　　) 答案　A 解析　闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；且因为线圈的直流电阻值小于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流大于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小，则A图符合题中情况，故A正确。 17.如图所示，电路中L1、L2是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是一个电容很大的电容器。当S闭合之后，L1、L2灯泡的发光情况是(　　) A.S闭合后，L1亮一下又逐渐熄灭，L2逐渐变亮 B.S闭合后，L2亮一下又逐渐变暗，L1逐渐变亮 C.S闭合足够长时间后，L1和L2一样亮 D.S闭合足够长时间后，L1、L2都熄灭 答案　A 解析　S闭合后，L1与自感线圈并联，由于自感线圈L对电流的阻碍作用逐渐减小，直至将L1短路，故L1逐渐熄灭，L2与电容器并联，由于电容器充电，则L2逐渐变亮，选项A正确，B错误；S闭合足够长时间后，L相当于短路，C相当于断路，故L1熄灭，L2灯亮，选项C、D错误。 18.利用如图所示电路可以演示自感现象，其中L是自感系数较大、直流电阻很小的自感线圈，D1、D2是两个相同的理想二极管，a、b是两个相同的小灯泡，实验中通过开关的通、断过程演示自感现象，下列关于该实验现象的描述正确的是(　　) A.接通开关S瞬间，a灯立即亮，然后亮度逐渐变暗 B.接通开关S瞬间，b灯立即亮，然后亮度保持不变 C.断开开关S瞬间，a灯闪一下，然后逐渐熄灭 D.断开开关S瞬间，b灯闪一下，然后逐渐熄灭 答案　C 解析　接通开关S瞬间，二极管D1反向截止，二极管D2正向导电，线圈由于产生自感电动势阻碍电流的增大，则a灯不亮，b灯立即亮，随着线圈的电流增大，b灯亮度逐渐变小，故A、B错误；断开开关S瞬间，线圈由于产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈相当于电源，此时二极管D1正向导电，二极管D2反向截止，则线圈与a灯构成回路，a灯闪一下，然后逐渐熄灭，b灯不会亮，故C正确，D错误。 19.某同学利用如图所示电路研究自感现象。A1和A2是两个完全相同的电流传感器，L为直流电阻RL很小的自感线圈，滑动变阻器接入电路的阻值R>RL，E为电源(内阻不可忽略)。在t1时刻闭合开关，t2时刻断开开关，电流传感器A2中电流随时间变化的图像可能正确的是(　　) 答案　A 解析　闭合开关，A2瞬间有电流，而由于自感线圈L的自感作用，通过A1的电流逐渐增大；由于R>RL，所以电路稳定后，通过A2的电流会变小，且通过A1的电流I1大于通过A2的电流I2；当断开开关，由于线圈自感阻碍自身电流变化，通过A1的电流将逐渐减小，但方向不变，产生的感应电流流过A2，所以流过A2的电流与原来的方向相反，大小从I1慢慢减小最后为0，故选A。 20.(多选)如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由电压传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。线圈L的自感系数足够大，下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流大小相等 B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变 C.开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故D2闪亮一下再熄灭 D.根据题中信息，可以推算出u1∶u2=3∶4 答案　AD 解析　开关S闭合瞬间，由于电感线圈的自感阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和D2串联，流经灯D1和D2的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故I1=，稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过D2的电流为I2=×=，故A正确，B错误； 开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D3和D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和D2的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，并未闪亮一下，故C错误； 开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，则u1=，电路稳定后，流过D3的电流为I2=，开关S断开瞬间，电感线圈能够为D3和D2提供与之前等大电流，故其两端电压为u2=I2·2R=，所以=，故D正确。 21.(2023·全国乙卷，17)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示，分析可知(　　) A.图(c)是用玻璃管获得的图像 B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 答案　A 解析　A正确;利用F安=IlB定性分析 22.(2024·甘肃卷，6)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是(　　) A.金属中产生恒定感应电流 B.金属中产生交变感应电流 C.若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D.若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 答案　B 解析　当线圈中通有交变电流时，感应电炉中产生非均匀变化的磁场，金属中进而产生交变感应电流，A错误，B正确;若线圈匝数增加，根据法拉第电磁感应定律可知，金属中的感应电流增大，C、D错误。 23.(多选)(2023·全国甲卷·21)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则(　　) A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次 C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.与线圈上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大 答案　AD 解析　从题图(b)可看出电流的峰值越来越大，即小磁体在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越大，因此小磁体在玻璃管内下降的速度越来越大，A、D正确；假设小磁体是N极向下穿过线圈，则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加，产生逆时针方向的电流(俯视)，而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少，产生顺时针方向的电流(俯视)，即电流方向相反，与题干描述的穿过线圈的过程电流方向变化相符，S极向下，同理，即下落过程中，小磁体的N极、S极方向不变，B错误；线圈可等效为条形磁体，线圈中的电流越大，则磁性越强，且电流的大小是变化的，则小磁体受到的电磁阻力是变化的，不是一直不变的，C错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $