内容正文:
课时测评14 互感和自感
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-6题,每题5分,7-11题,每题6分,共60分)
1.(多选)目前无线电力传输已经比较成熟,如图为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示。利用这一原理,可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是( )
A.只要A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势
B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势
C.A中电流越大,B中感应电动势越大
D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大
答案:BD
解析:根据感应电流产生的条件,若A线圈中输入恒定的电流,则A产生恒定的磁场,B中的磁通量不发生变化,B线圈中不会产生感应电动势,故A错误;若A线圈中输入变化的电流,根据法拉第电磁感应定律E=可知,B线圈中会产生感应电动势,B正确;A线圈中电流大但不变化,B线圈中也不产生感应电动势,C错误;A线圈中电流变化越快,A线圈中电流产生的磁场变化越快,B线圈中感应电动势越大,故D正确。
2.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.t1时刻,两环作用力最大
B.t2和t3时刻,两环相互吸引
C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥
D.t3和t4时刻,两环相互吸引
答案:B
解析:t1时刻感应电流为零,故两环作用力为零,A错误;t2和t3时刻A环中电流在减小,则B环中产生与A环中同向的电流,故相互吸引,B正确,C错误;t4时刻A中电流为零,两环无相互作用,D错误。
3.(2025·重庆北碚高二段考)制作精密电阻时,为了消除在使用中由于电流的变化引起的自感现象,用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法,其道理是( )
A.电路电流变化时,两根线中产生的自感电动势相互抵消
B.电路电流变化时,两根线中产生的自感电流相互抵消
C.电路电流变化时,线圈中的磁通量相互抵消
D.以上说法都不正确
答案:C
解析:电路电流变化时,双线绕法会使电流产生大小相同、方向相反的磁场,则线圈中的磁通量相互抵消,消除使用中由于电流的变化引起的自感现象。故选C。
4.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为自感线圈。实验时,图甲中断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;图乙中闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3(与灯A2相同)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的电阻值相同
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,滑动变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻值相同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与滑动变阻器R中电流相等
答案:C
解析:题图甲中,稳定时通过A1的电流记为I1,通过L1的电流记为IL,S1断开瞬间,A1突然变亮,可知IL>I1,因此A1和L1电阻不相等,A、B错误;由于最终A2与A3亮度相同,所以两支路电流I相同,根据部分电路欧姆定律可知,两支路电压U与电流I均相同,所以两支路电阻相同,由于A2、A3完全相同,故滑动变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻值相同,C正确;题图乙中,闭合S2时,由于自感作用,通过L2与A2的电流I2会逐渐增大,而通过R与A3的电流I3立即变大,因此电流不相等,D错误。
5.(多选)(2025·东莞市高二统考期末)如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S后,A2始终比A1亮
B.闭合开关S后,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
C.断开开关S后,A1、A2过一会儿才熄灭
D.断开开关S后,A1先熄灭,A2过一会儿才熄灭
答案:BC
解析:闭合开关S后,线圈L阻碍电流的增大,所以A2先亮,A1后亮,当闭合开关S电路稳定后,由于线圈L的电阻可以忽略,A1和A2是完全相同的灯泡,流过A2、A1的电流一样大,所以两灯泡一样亮,故A错误,B正确;断开开关S后,线圈L阻碍电流的减小,而线圈L、灯泡A1和A2构成闭合回路,所以A1、A2过一会儿才熄灭,故C正确,D错误。故选B、C。
6.(多选)(2025·广州市四十七中高二期中)如图所示的电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则( )
A.合上S瞬间,A、B同时亮
B.合上S瞬间,A先亮,B后亮
C.断开S瞬间,A闪亮一下再熄灭
D.断开S瞬间,A立即熄灭,B重新亮后再熄灭
答案:AD
解析:合上S瞬间,电路中立即建立了电场,立即就有了电流,故灯泡A、B同时变亮,线圈由于自感现象,通过线圈的电流缓慢增加,当电流稳定后,线圈相当于直导线,灯泡B被短路,故电键闭合后,灯泡A、B同时亮,但B逐渐熄灭,A更亮,故A正确,B错误;断开S瞬间,A灯立即熄灭,线圈产生自感现象,和灯泡B构成闭合电路,B灯先闪亮后逐渐变熄灭,故C错误,D正确。故选A、D。
7.(2025·重庆巴蜀中学高二校考)如图所示,L是直流电阻不计的自感系数较大的线圈,a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻,b、c灯泡相同。下列说法正确的是( )
A.闭合S时,a、c灯瞬间变亮,b灯逐渐变亮
B.闭合S,电路稳定后b、c灯一样亮
C.断开S时,c灯立即熄灭,b灯闪亮一下后逐渐熄灭
D.断开S时,通过a灯的感应电流与原电流方向相反
答案:C
解析:闭合S时,由于线圈产生自感电动势,可知b、c灯瞬间变亮,a灯逐渐变亮,故A错误;闭合S,电路稳定后,由于线圈直流电阻不计,可知流过c灯电流大于流过b灯电流,且b、c灯泡相同,则c灯功率大于b灯功率,c灯比b灯亮,故B错误;闭合S,电路稳定后,由于a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻,可知通过线圈电流大于通过b灯电流,断开S时c灯立即熄灭,由于b灯与a灯和线圈构成回路,则b灯闪亮一下后逐渐熄灭,故C正确;断开S时通过a灯的感应电流与原电流方向相同,都向右,故D错误。故选C。
8.(2025·佛山市高二联考)某同学研究自感现象时,设计了如图所示的电路,自感线圈的直流电阻小于小灯泡电阻,则下列有关现象正确的是( )
A.电键闭合时,灯泡逐渐变亮
B.电键闭合时,灯泡立即变亮
C.电键断开时,灯泡逐渐熄灭
D.电键断开时,灯泡闪亮后再熄灭
答案:B
解析:线圈由于自感现象通电时电流会逐渐增加,但灯泡所在支路没有自感线圈,电流可以突变,则电键闭合时,灯泡立即变亮,故A错误,B正确;电键断开时,线圈中的电流不能突变,需要逐渐减小,则在灯泡和线圈组成的回路中,线圈充当电源的作用放电,故灯泡电流方向会变成自右向左,但灯泡与二极管串联,二极管通反向电流时电阻极大,相当于断路,故灯泡会立即熄灭,故C、D错误。故选B。
9.(多选)(2025·广州市六中校考)如图所示,两相同灯泡A1、A2,A1与一理想二极管D连接,线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后,A1、A2会立刻亮,电流由a指向b
B.闭合开关S稳定后,A1、A2亮度相同,电流由a指向b
C.断开S的瞬间,a点的电势比b点低
D.断开S的瞬间,A1会逐渐熄灭,电流由a指向b
答案:AC
解析:两灯和线圈不是串联的关系,闭合开关S后,两灯立刻亮,电流由a指向b,故A正确;闭合开关S稳定后,因线圈L的直流电阻不计,所以A1与二极管被短路,导致灯泡A1不亮,而A2将更亮,因此A1、A2亮度不同,电流由a指向b,故B错误;断开S的瞬间,A2会立刻熄灭,线圈L与灯泡A1及二极管构成回路,因线圈产生感应电动势充当电源,故a为电源负极,b为电源正极,即a点的电势低于b点,而二极管具有单向导电性,所以回路没有感应电流,A1也立即熄灭,故C正确,D错误。故选A、C。
10.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( )
答案:B
解析:开关S闭合的瞬间,由于L的阻碍作用,由R与L组成的支路相当于断路,后来由于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,根据闭合电路欧姆定律I=可知,电路中的总电流增大,由UAB=E-Ir得路端电压UAB减小;电路稳定后,由于R的阻值大于灯泡D的阻值,所以流过L支路的电流小于流过灯泡D的电流,当开关断开时,由于线圈L的自感作用,流过灯泡D的电流立即与L电流相等,与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小,即UAB反向减小,B正确。
11.线圈通以如图所示随时间变化的电流,则( )
A.0~t1时间内线圈中的自感电动势最大
B.t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大
C.t2~t3时间内线圈中的自感电动势最小
D.t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零
答案:D
解析:0~t1时间内线圈中的电流发生了变化,但没有在t2~t3时间内变化快,因此t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大,A、C错误;t1~t2时间内线圈中电流没有发生变化,因此线圈中的磁通量没有变化,自感电动势为零,B错误,D正确。故选D。
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