内容正文:
2025-2026学年高二物理选择性必修第二册周周练
第二章 周练05 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 互感和自感(第3-4节)
(时间:45分钟 分数:70分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.(2026·河北省·月考试卷)下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A. 甲图中,当蹄形磁体顺时针转动从上往下看时,铝框将沿顺时针方向转动
B. 乙图中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
C. 丙图中磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D. 图丁中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
2.(2026·江苏省·单元测试)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环,铝环和铜环的形状、大小相同,已知铜的电阻率较小,则合上开关的瞬间( )
A. 两个金属环都向左运动
B. 两个金属环都向右运动
C. 从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
3.(2026·广东省·单元测试)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用,如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统就由两部分组成:一部分是机械弹簧主减震系统;另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示,强磁体固定在汽车底盘上,阻尼线圈固定在轮轴上,轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连,在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则( )
A. 对调磁体的磁极,电磁减震系统就起不到减震效果
B. 增多线圈匝数,不影响安培力的大小
C. 汽车只要产生振动,电磁减震系统就能起到减震效果
D. 振动过程中,线圈中有感应电流,且感应电流方向不变
4.(2026·广东省·单元测试)如图所示,某小组利用电流传感器接入电脑,图中未画出记录灯泡和自感元件构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况,表示小灯泡中的电流,表示自感元件中的电流已知开关闭合时,则下列图象中正确的是( )
A. B. C. D.
5.(2026·湖北省襄阳市·其他类型)如图所示,是直流电阻不计的带铁芯线圈,为理想二极管,为电阻,、和是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A. 闭合瞬间,三个灯立即亮 B. 闭合瞬间,灯比灯先亮
C. 断开瞬间,灯闪亮后慢慢熄灭 D. 断开瞬间,灯闪亮后慢慢熄灭
6.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)如图所示,电路中有相同的灯泡、,线圈的直流电阻不计,为定值电阻,电源电动势为、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是( )
A. 闭合开关后,灯泡逐渐变亮后亮度不变
B. 闭合开关后,灯泡逐渐变暗后亮度不变
C. 断开开关后,灯泡闪亮后逐渐变暗最后熄灭
D. 断开开关后,灯泡逐渐变暗最后熄灭
7.(2026·湖北省·同步练习)零刻度在表盘正中间的电流计,非常灵敏,通入电流后,线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时,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框或扇形铝板,在合适区域加上磁场,可以解决此困难。下列方案合理的是( )
A. B. C. D.
8.(2026·湖北省·同步练习)如图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈,当车辆通过线圈上方的道路时,会引起线圈中电流的变化,系统根据两次电流变化的时间间隔及线圈之间的距离,对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是()。
A. 汽车经过线圈会产生感应电流
B. 线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
C. “电子眼”测量的是汽车经过第二个线圈的瞬时速率
D. 如果某个线圈出现故障,没有电流,“电子眼”还可以正常工作
9.(2026·北京市·期末考试)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关的瞬间,和都立刻变亮
B. 闭合开关稳定后,只有亮
C. 断开开关的瞬间,点的电势比点的电势低
D. 断开开关,亮起后熄灭,立即熄灭
10.(2025·湖北省·同步练习)如图所示,一半径为的光滑绝缘细圆管固定在水平面上,一质量为、电荷量为的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图所示取竖直向上为正,图中、为已知量。已知当磁感应强度均匀变化时,在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场电场线闭合的涡旋电场,原来静止的小球在管内做圆周运动,小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是( )
A. 小球沿顺时针从上往下看方向运动
B. 管内电场强度大小为
C. 小球由静止开始运动第一周所用时间为
D. 小球第次回到出发点的速度大小为
11.(2026·湖北省·同步练习)经过多年的不懈努力,法拉第终于在年月日发现了“磁生电”的现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,一个线圈连接电池与电键,另一线圈闭合并在其中一段直导线下方附近平行放置小磁针,小磁针静止时极指向如图所示。利用此实验装置,下列说法正确的是( )
A. 当合上电键后,小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止
B. 电键断开和闭合的瞬间,小磁针偏转的方向不一样
C. 将线圈的匝数增多,合上电键的瞬间,小磁针抖动得更厉害
D. 电池由节换为节,保持电键闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大
12.(2025·山东省济宁市·期中考试)在一家大型医院的放疗中心,电子感应加速器被用于癌症的放射治疗。现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。在这个放疗设备中,上面为侧视图,上、下为电磁体的两个磁极;下面为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动,改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A. 电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
B. 通入电磁体线圈的电流在增强
C. 真空室中产生的感生电场沿顺时针方向
D. 电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力
二、实验题(本题共3小题,共22分)。
13.(6分)(2025·辽宁省锦州市·期末考试)电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流,致使锅体本身快速发热,从而加热锅内食物。
适合做电磁炉锅具的材料是
A.铁 陶瓷 玻璃 木头
在工作原理上与电磁炉最接近的电器是
A.电热水壶 发电机 电风扇 电冰箱
某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示,将一根电线缠绕在铁芯外部,接通交流电源,过了一会儿,放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是
A.减小交流电源的频率
B.减少上方线圈的匝数
C.将交流电源换成电动势更大的直流电源
D.用更粗的导线制作多匝线圈
14.(6分)(2025·湖北省荆州市·其他类型)某同学对教材中断电自感实验做了如下改动。在两条支路上分别串联电流传感器,再按教材要求,断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
断电瞬间,灯泡电流瞬间 ;选填“增大”,“减小”或“不变”
断电瞬间,灯泡中电流与断开前方向 ;选填“相同”或“相反”
在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。选填“变长”,“变短”或“不变”
15.(10分)小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中,为电源,为线圈,闭合开关使灯泡发光,然后断开开关,发现灯泡不会立即熄灭,而是持续一小段时间再熄灭。
断开开关后,灯泡上的电流方向 选填“向左”或“向右”;若在线圈中插入铁芯后再重复该实验,则断开开关后灯泡上电流持续的时间 选填“变长”、“变短”或“不变”。
小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素,保持线圈一定,仅更换电源内阻不计或仅更换灯泡进行实验,并用电流传感器图中未画出测量开关断开后灯泡中的电流随时间的变化。其中的一组图象如图乙所示。
若两条曲线对应的电源电动势分别为、,则其大小关系为 ;
若两条曲线对应的灯泡电阻分别为、,则其大小关系为 。
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第二章 周练05 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 互感和自感(第3-4节)
(时间:45分钟 分数:70分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.(2026·河北省·月考试卷)下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A. 甲图中,当蹄形磁体顺时针转动从上往下看时,铝框将沿顺时针方向转动
B. 乙图中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
C. 丙图中磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D. 图丁中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
【答案】A
【解析】A.根据电磁驱动原理可知,当蹄形磁体顺时针转动从上往下看时,铝框将沿顺时针方向转动, A正确
B.真空冶炼炉能在真空环境下,利用电磁感应现象,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属, B错误
C.磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,铝框中产生感应电流,使线框尽快停止摆动,起到电磁阻尼的作用, C错误。
D、当转动铜盘时,导致铜盘切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培力,由楞次定律可知,产生安培力导致铜盘转动受到阻碍.因此铜盘的转速逐渐减小,故D错误.
故选A。
2.(2026·江苏省·单元测试)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环,铝环和铜环的形状、大小相同,已知铜的电阻率较小,则合上开关的瞬间( )
A. 两个金属环都向左运动
B. 两个金属环都向右运动
C. 从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
【答案】C
【解析】闭合开关的瞬间,穿过两个金属圆环的磁通量均增大,为阻碍磁通量的增大,铝环向左运动,铜环向右运动,、B错误;
C.开关闭合后,线圈中的电流从右侧流入,由安培定则可知,磁场方向向左,在合上开关的瞬间,磁场变强,由楞次定律可知,从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向,故C正确;
D.由于铜环和铝环的形状、大小相同,铜的电阻率较小,故铜环的电阻较小,两环对称地放在固定线圈两侧,闭合开关瞬间,穿过两环的磁通量的变化率相同,两环产生的感应电动势相等,则铜环中的感应电流较大,故铜环受到的安培力较大,故D错误.
故选C。
3.(2026·广东省·单元测试)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用,如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统就由两部分组成:一部分是机械弹簧主减震系统;另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示,强磁体固定在汽车底盘上,阻尼线圈固定在轮轴上,轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连,在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则( )
A. 对调磁体的磁极,电磁减震系统就起不到减震效果
B. 增多线圈匝数,不影响安培力的大小
C. 汽车只要产生振动,电磁减震系统就能起到减震效果
D. 振动过程中,线圈中有感应电流,且感应电流方向不变
【答案】C
【解析】对调磁体的磁极,振动过程线圈仍会产生感应电流,不影响减震效果,故A错误,C正确;
B.根据法拉第电磁感应定律,可知线圈匝数越多,产生的感应电动势越大,线圈电流越大,会影响安培力的大小,故B错误;
D.振动过程中,线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同,由楞次定律可知,感应电流方向也会随之改变,故D错误。
故选:。
4.(2026·广东省·单元测试)如图所示,某小组利用电流传感器接入电脑,图中未画出记录灯泡和自感元件构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况,表示小灯泡中的电流,表示自感元件中的电流已知开关闭合时,则下列图象中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:电键断开后,与组成闭合自感回路;电感阻碍自身电流变化,产生的感应电流仍沿着原来方向,大小逐渐减小;所以开关断开后,的电流的方向不变,而的电流的方向与开始时是相反的,故C正确,ABD错误,
故选:。
5.(2026·湖北省襄阳市·其他类型)如图所示,是直流电阻不计的带铁芯线圈,为理想二极管,为电阻,、和是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A. 闭合瞬间,三个灯立即亮 B. 闭合瞬间,灯比灯先亮
C. 断开瞬间,灯闪亮后慢慢熄灭 D. 断开瞬间,灯闪亮后慢慢熄灭
【答案】D
【解析】闭合瞬间,、两灯泡立即亮,由于线圈的自感作用从而使灯泡慢慢变亮,故AB错误;
断开开关瞬间,线圈产生自感电动势,于是线圈、与形成一个闭合电路,由于稳定时比亮所在支路的总电阻比所在支路的总电阻小,所以灯将闪亮一下再慢慢熄灭,而二极管具有单向导通性能,所以灯立即熄灭,故C错误,D正确。
故选D。
6.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)如图所示,电路中有相同的灯泡、,线圈的直流电阻不计,为定值电阻,电源电动势为、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是( )
A. 闭合开关后,灯泡逐渐变亮后亮度不变
B. 闭合开关后,灯泡逐渐变暗后亮度不变
C. 断开开关后,灯泡闪亮后逐渐变暗最后熄灭
D. 断开开关后,灯泡逐渐变暗最后熄灭
【答案】C
【解析】A.闭合开关后,灯泡与线圈并联,电流瞬间通过灯泡,因此灯泡会立即变亮,随后线圈的阻碍作用减小,电流逐渐增大,灯泡逐渐变暗,最终被线圈短路而熄灭,故A错误;
B.闭合开关后,灯泡与定值电阻并联,因此灯泡立即变亮,灯泡与线圈并联部分电阻变小,总电流变大,灯泡亮度变大,故B错误;
C.断开开关后,线圈的自感会阻碍电流减小,与灯泡形成闭合回路,线圈中的电流瞬间通过灯泡,使灯泡闪亮一下,随后电流逐渐减小灯泡逐渐变暗,直至熄灭,故C正确;
D.断开开关后,灯泡所在支路的电流瞬间消失,灯泡立即熄灭,故D错误。
故选C。
7.(2026·湖北省·同步练习)零刻度在表盘正中间的电流计,非常灵敏,通入电流后,线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时,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框或扇形铝板,在合适区域加上磁场,可以解决此困难。下列方案合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】、因为电流计的零刻度在表盘正中间,指针可以左右摆动,故只在单侧加上磁场是不合适的,故AC错误;
B、在指针下方装上铝框,铝框内部存在磁场,指针摆动过程中,铝框内的磁通量保持不变,不会产生电磁阻尼,所以此时铝框和磁场对指针的快速静止不起作用,故B错误;
D、铝板处在磁场中,部分导体切割磁感线,形成感应电流,电流在磁场中会受到安培力,促使指针能快速的静止下来,方便读数,故正确。
故选。
8.(2026·湖北省·同步练习)如图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈,当车辆通过线圈上方的道路时,会引起线圈中电流的变化,系统根据两次电流变化的时间间隔及线圈之间的距离,对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是()。
A. 汽车经过线圈会产生感应电流
B. 线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
C. “电子眼”测量的是汽车经过第二个线圈的瞬时速率
D. 如果某个线圈出现故障,没有电流,“电子眼”还可以正常工作
【答案】AB
【解析】A.由题意可知,汽车经过线圈会产生感应电流,故A正确;
B.根据楞次定律,线圈中的电流变化是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的,故B正确;
C.测量的是经过两个线圈的平均速度,故C错误;
D.如果某个线圈出现故障,没有电流,就会无计时起点或终点,无法计时,电子眼不能正常工作,故D错误。
故选AB。
9.(2026·北京市·期末考试)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关的瞬间,和都立刻变亮
B. 闭合开关稳定后,只有亮
C. 断开开关的瞬间,点的电势比点的电势低
D. 断开开关,亮起后熄灭,立即熄灭
【答案】ACD
【解析】A.闭合开关的瞬间,线圈自感阻碍流过线圈的电流增大, 和 都立刻变亮,故A正确;
B.闭合开关稳定后,线圈的直流电阻可忽略不计, 被短路,只有 亮,故B错误;
断开开关的瞬间, 立即熄灭,线圈与构成回路, 亮起后熄灭,因线圈产生与原电流方向相同的电动势,所以点的电势比点的电势低,故CD正确。
故选ACD。
10.(2025·湖北省·同步练习)如图所示,一半径为的光滑绝缘细圆管固定在水平面上,一质量为、电荷量为的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图所示取竖直向上为正,图中、为已知量。已知当磁感应强度均匀变化时,在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场电场线闭合的涡旋电场,原来静止的小球在管内做圆周运动,小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是( )
A. 小球沿顺时针从上往下看方向运动
B. 管内电场强度大小为
C. 小球由静止开始运动第一周所用时间为
D. 小球第次回到出发点的速度大小为
【答案】BD
【解析】A、由楞次定律可知感生电场的方向沿顺时针,小球带负电,故小球沿逆时针方向运动,故A错误;
B、产生的感生电场的电场强度,故B正确;
C、小球做加速度大小不变的加速曲线运动,小球的电场力方向始终与速度方向相同,当成匀加速直线运动处理,根据运动学公式,
解得,故C错误;
D、由动能定理可得,解得,故D正确。
故选BD。
11.(2026·湖北省·同步练习)经过多年的不懈努力,法拉第终于在年月日发现了“磁生电”的现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,一个线圈连接电池与电键,另一线圈闭合并在其中一段直导线下方附近平行放置小磁针,小磁针静止时极指向如图所示。利用此实验装置,下列说法正确的是( )
A. 当合上电键后,小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止
B. 电键断开和闭合的瞬间,小磁针偏转的方向不一样
C. 将线圈的匝数增多,合上电键的瞬间,小磁针抖动得更厉害
D. 电池由节换为节,保持电键闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大
【答案】ABC
【解析】A.合上电键的瞬间,线圈突然通电,导致线圈的磁通量发生变化,线圈产生感应电流,小磁针发生偏转;但线圈通电电流达稳定后,线圈的磁通量不发生变化,线圈无感应电流,小磁针不再发生偏转,最终又回到原来位置静止,故A正确。
B.电键断开和闭合的瞬间,线圈产生的感应电流方向相反,所以小磁针偏转的方向也相反,故B正确。
C.将线圈的匝数增多,合上电键的瞬间,根据互感原理变压器原理,线圈上产生的感应电流的电流强度更大,小磁针抖动得更厉害,故C正确。
D.电池由节换为节,保持电键闭合一段时间后,由于线圈通电电流强度不变,线圈的磁通量不变,线圈没有产生感应电流,小磁针不发生偏转,故D错误。
故选ABC。
12.(2025·山东省济宁市·期中考试)在一家大型医院的放疗中心,电子感应加速器被用于癌症的放射治疗。现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。在这个放疗设备中,上面为侧视图,上、下为电磁体的两个磁极;下面为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动,改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A. 电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
B. 通入电磁体线圈的电流在增强
C. 真空室中产生的感生电场沿顺时针方向
D. 电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力
【答案】BC
【解析】B.电子沿逆时针方向加速,则电子所受电场力沿逆时针方向,所以感生电场的方向沿顺时针方向,根据楞次定律,可知通入电磁体的电流增强,B正确;
A.结合上述可知,电子在轨道中做圆周运动的向心力是洛伦兹力,驱动力是电场力,故A错误;
C.电子带负电,电子沿逆时针方向加速,电子所受电场力方向整体上也沿逆时针方向,则真空室中产生的感生电场沿顺时针方向,故C正确;
D.结合上述可知,电子在轨道中加速的驱动力是电场力,向心力由洛伦兹力提供,故D错误。
故选BC。
二、实验题(本题共3小题,共22分。
13.(6分)(2025·辽宁省锦州市·期末考试)电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流,致使锅体本身快速发热,从而加热锅内食物。
适合做电磁炉锅具的材料是
A.铁 陶瓷 玻璃 木头
在工作原理上与电磁炉最接近的电器是
A.电热水壶 发电机 电风扇 电冰箱
某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示,将一根电线缠绕在铁芯外部,接通交流电源,过了一会儿,放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是
A.减小交流电源的频率
B.减少上方线圈的匝数
C.将交流电源换成电动势更大的直流电源
D.用更粗的导线制作多匝线圈
【答案】
【解析】电磁炉采用的是电磁感应现象,即通过线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生热量,需采用金属导体制作锅体,故适合做电磁炉锅具的材料是铁。
故选A。
电磁炉的工作原理是电磁感应。
A.电热水壶利用电流的热效应,故A错误;
B.发电机利用的电磁感应,故B正确;
C.电风扇利用电流在磁场中受力,故C错误;
D.电冰箱利用的电流做功,故D错误。
故选B。
感应电动势与电流的变化率成正比,减小交流电源的频率,感应电动势减小,电流减小,热功率减小,故A错误;
B.线圈匝数减少,电动势也减小,电流减小,热功率减小,故B错误;
C.换成直流电源,恒定电流产生恒定的磁场,穿过线圈的磁通量不变,线圈中不会有感应电流,热功率为,故C错误;
D.用更粗的导线制作多匝线圈,电阻减小,电流增大,而感应电动势不变,热功率增大,故D正确。
故选D。
14.(6分)(2025·湖北省荆州市·其他类型)某同学对教材中断电自感实验做了如下改动。在两条支路上分别串联电流传感器,再按教材要求,断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
断电瞬间,灯泡电流瞬间 ;选填“增大”,“减小”或“不变”
断电瞬间,灯泡中电流与断开前方向 ;选填“相同”或“相反”
在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。选填“变长”,“变短”或“不变”
【答案】 增大
相反
变短
【解析】由图可知,断电前,通过灯泡和线圈的电流均恒定,且通过线圈的电流大于通过灯泡的电流。断电瞬间,线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小,而此时灯泡和线圈构成一回路,从而使通过灯泡的电流瞬间增大。
断电前,通过灯泡的电流方向向右,断电瞬间,通过线圈的电流方向不变,与灯泡构成回路后,灯泡电流方向变为向左,即与断电前方向相反。
在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,线圈的自感系数减小,对电流减小的阻碍能力变弱,所以可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。
15.(10分)小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中,为电源,为线圈,闭合开关使灯泡发光,然后断开开关,发现灯泡不会立即熄灭,而是持续一小段时间再熄灭。
断开开关后,灯泡上的电流方向 选填“向左”或“向右”;若在线圈中插入铁芯后再重复该实验,则断开开关后灯泡上电流持续的时间 选填“变长”、“变短”或“不变”。
小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素,保持线圈一定,仅更换电源内阻不计或仅更换灯泡进行实验,并用电流传感器图中未画出测量开关断开后灯泡中的电流随时间的变化。其中的一组图象如图乙所示。
若两条曲线对应的电源电动势分别为、,则其大小关系为 ;
若两条曲线对应的灯泡电阻分别为、,则其大小关系为 。
【答案】向左
变长
【解析】断开开关,线圈电流减小,根据楞次定律,线圈会产生和原电流方向相同的感应电流;线圈中插入铁芯后自感系数增大,感应电流增大。
在断开开关之前,电流相同,说明电源电动势相同;乙图曲线与坐标系围成的面积表示通过导体截面的电荷量,再结合公式,可以推出与的大小关系。
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