第2章 第3节 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用Word(鲁科版)

题组1　自感现象 1．关于某一线圈的自感系数，下列说法正确的是(　　) A．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大 B．线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大 C．若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为0 D．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变 解析：选D。自感系数是由线圈本身的性质(线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的，与通入的电流、电流改变量、电流变化率等无关，故D正确。 2．(多选)下列说法正确的是(　　) A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势 B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 解析：选AC。由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C正确；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错误。 3．通过一个线圈的电流均匀增大时，这个线圈的(　　) A．自感系数也将均匀增大 B．自感电动势也将均匀增大 C．磁通量保持不变 D．自感系数和自感电动势不变 解析：选D。线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，C错误；自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关，A错误；自感电动势EL＝L，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，B错误，D正确。 4.在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线并绕法，如图所示，其道理是(　　) A．当电路中电流变化时，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．以上说法均不正确 解析：选C。由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于0，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，A、B、D错误，C正确。 5．在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5 V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接。当断开开关S时，下列说法正确的是(　　) A．S断开时，人不可能有触电的感觉 B．断开S时流过人的电流方向从A→B C．人有触电感觉是因为断开S时产生了很大的自感电动势 D．断开S时线圈中的电流突然增大 解析：选C。当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5 V的新干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉；当开关断开时，多匝线圈产生自感现象，从而产生很大的自感电动势，很高的瞬间电压加在人身体上，同学们身体有触电的感觉，A错误，C正确。当开关断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故B错误。断开开关时，由于线圈的电流减小而产生自电感动势，从而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。 6．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其阻值与R相同。由于存在自感现象，下列说法正确的是(　　) A．开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同 B．开关S闭合时，B灯比A灯先亮 C．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭 D．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭 解析：选D。开关S闭合瞬间，L相当于断路，A、B两灯同时亮，通过A灯的电流大于B灯，故A灯比B灯亮，故A、B错误；开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，L相当于电源，与A灯串联，A灯稍迟熄灭，故C错误，D正确。 7.用于观察自感现象的电路图如图所示。设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到(　　) A．灯泡立即熄灭 B．灯泡逐渐熄灭 C．灯泡有明显的闪亮现象 D．只有在RL≫R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象 解析：选C。S闭合，电路稳定时，由于RL≪R，那么IL≫IR，S断开的瞬间，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小，灯泡原来的电流IR随着开关的断开变为0，而灯泡与线圈形成闭合回路，此时通过灯泡的电流等于流过线圈的电流，即从IL开始逐渐变小，由于IL≫IR，灯泡开始时有明显的闪亮现象，C正确，A、B错误；若RL≫R，则IL≪IR，不会有明显的闪亮，D错误。 8．测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路如图所示，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应(　　) A．先断开S1 B．先断开S2 C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R 解析：选B。S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2。 题组2　涡流现象及应用 9．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确的是(　　) A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作 B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗 解析：选B。直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，A错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，B正确；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料来制作，C错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，所以电磁炉上表面要用绝缘材料制作，D错误。 10．(多选)金属探测器已经广泛应用在考场检测、车站安检等领域，其利用的是电磁感应原理：探测器内的线圈中通以大小与方向快速变化的电流从而产生快速变化的磁场，该磁场会在金属物体内部感应出“涡流”(感应电流)。“涡流”会产生磁场，从而影响原始磁场，导致检测器发出蜂鸣声而报警。下列说法正确的是(　　) A．欲使待检测物体内部产生“涡流”(感应电流)，探测器需在待检测物上方不停地晃动 B．探测器静止在待检测物上方，待检测物内部仍然可以产生“涡流”(感应电流) C．若待检测物为塑料则不能报警，因为检测区域内没有磁通量变化 D．若待检测物为塑料则不能报警，因为待检测物中没有能够自由移动的带电粒子或很少 解析：选BD。因为金属探测器中通的是大小与方向快速变化的电流，以致产生高速变化的磁场，故即使探测器静止在待检测物的上方，待检测物中依然有感应电流产生，故A错误，B正确；因为塑料制品近乎绝缘体，导电性能极差，所以检测区域中并非没有磁通量变化，而是因为塑料内部没有可自由移动的带电粒子或极少，而使得待检测物体中无感应电流或电流太小不能引起报警，故C错误，D正确。 11．(多选)(2023·福建三明期末)自感现象演示实验如图所示，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 解析：选BD。开关闭合瞬间，电感线圈L对电流有阻碍作用，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R0、灯1、灯2构成回路，流过灯1的电流由左向右，D正确。 12．(多选)(2023·福建南平期末)如图所示，L是自感系数很大、直流电阻不计的电感线圈，D1、D2是完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源，S是开关。下列说法正确的是(　　) A．闭合开关S时，D2先亮，D1后亮 B．闭合开关S时，D1、D2同时亮，然后D2由亮变得更亮，D1逐渐变暗，直至熄灭 C．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，D1、D2同时熄灭 D．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，D2熄灭，D1突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭 解析：选BD。开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以D1、D2同时发光，之后由于线圈的直流电阻不计，则D1灯短路，逐渐变暗，直至熄灭，D2灯亮度增大，故A错误，B正确；断开开关S的瞬间，流过D2灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，L相当于电源，与D1灯串联，自感电流流过D1灯，L的自感系数很大、直流电阻不计，所以D1突然变亮再逐渐变暗，故C错误，D正确。 13．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，D1、D2和D3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D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2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(　　) 解析：选C。当闭合开关后，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，而灯泡D2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，而且线圈与D1和D2、D3构成回路，所以通过D1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D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，由于电路稳定时通过D1的电流I1大于通过D2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。 学科网（北京）股份有限公司 $