2018-2019學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)5 自感 教科版選修3-2.doc
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課時(shí)分層作業(yè)(五) 自感 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] (時(shí)間:15分鐘 分值:50分) 一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分) 1.(多選)關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法,正確的是( ) A.自感電動(dòng)勢(shì)越大,自感系數(shù)也越大 B.把線圈中的鐵芯抽出一些,自感系數(shù)減小 C.把線圈匝數(shù)增加一些,自感系數(shù)變大 D.電感是自感系數(shù)的簡(jiǎn)稱 BCD [自感系數(shù)的大小是由線圈的匝數(shù)、材料、粗細(xì)、有無鐵芯等決定的,與電流大小、自感電動(dòng)勢(shì)大小無關(guān),匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大,有鐵芯時(shí),自感系數(shù)顯著增大,故A錯(cuò)誤,B、C正確;同時(shí),自感系數(shù)簡(jiǎn)稱為電感,故D也正確.] 2.(多選)下列說法正確的是 ( ) A.當(dāng)線圈中電流不變時(shí),線圈中沒有自感電動(dòng)勢(shì) B.當(dāng)線圈中電流反向時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反 C.當(dāng)線圈中電流增大時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反 D.當(dāng)線圈中電流減小時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反 AC [由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)線圈中電流不變時(shí),不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)A正確;當(dāng)線圈中電流反向時(shí),相當(dāng)于電流減小,由楞次定律可知,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)線圈中電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大,自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反,選項(xiàng)C正確;當(dāng)線圈中電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 3. (多選)如圖1616所示,閉合電路中的螺線管可自由伸縮,螺線管有一定的長(zhǎng)度,燈泡具有一定的亮度.若將一軟鐵棒從螺線管左邊迅速插入螺線管內(nèi),則將看到 ( ) 圖1616 A.燈泡變暗 B.燈泡變亮 C.螺線管縮短 D.螺線管變長(zhǎng) AD [當(dāng)軟鐵棒插入螺線管中時(shí),穿過螺線管的磁通量增加,故產(chǎn)生反向的自感電動(dòng)勢(shì),使總電流減小,燈泡變暗,每匝線圈間同向電流吸引力減小,螺線管變長(zhǎng),故A、D對(duì).] 4.在制作精密電阻時(shí),為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象,采用雙線并繞法,如圖1617所示,其道理是( ) 圖1617 A.當(dāng)電路中的電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)互相抵消 B.當(dāng)電路中的電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消 C.因電流反向,兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量互相抵消,沒有磁通量的變化 D.以上說法均不對(duì) C [由于采用了雙線繞法,兩根平行導(dǎo)線中的電流反向, 它們的磁場(chǎng)相互抵消,不論導(dǎo)線中的電流如何變化,線圈中的磁通量始終為零,所以消除了自感現(xiàn)象的影響.] 5.(多選)如圖1618所示的電路中,燈泡A1、A2電阻相同,自感線圈L的電阻跟燈泡相差不大.先接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,再斷開S.下列表示通過A1、A2的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像中正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):24622035】 圖1618 A B C D BD [S接通時(shí),流過線圈的電流發(fā)生變化,線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的變化,經(jīng)過一段時(shí)間后,電路達(dá)到穩(wěn)定,自感作用消失,流過燈A1的電流如選項(xiàng)B所示;S接通且電路穩(wěn)定時(shí),流過燈A2的電流大于流過燈A1的電流,方向是從左到右,當(dāng)S斷開時(shí),線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),并與燈A2組成回路,產(chǎn)生自感電流,使流過燈A2的電流反向,逐漸減小到零,選項(xiàng)D正確.] 6.(多選)如圖1619為日光燈電路,關(guān)于該電路,以下說法中正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):24622036】 圖1619 A.啟動(dòng)過程中,啟動(dòng)器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時(shí)高壓 B.日光燈正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器L使燈管兩端電壓低于電源電壓 C.日光燈正常發(fā)光后啟動(dòng)器是導(dǎo)通的 D.圖中的電源可以是交流電源,也可以是直流電源 AB [日光燈中鎮(zhèn)流器的作用是,當(dāng)啟動(dòng)器斷開的瞬間產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,擊穿燈管中的稀薄氣體導(dǎo)電,而啟動(dòng)后自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)使燈管兩端的電壓低于電源電壓,故A、B均正確;燈管導(dǎo)通后,啟動(dòng)器斷開,日光燈只能用交流電源供電,故C、D均錯(cuò)誤.] 二、非選擇題(14分) 7.兩平行金屬直導(dǎo)軌水平置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌所在平面與磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌右端接兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡及一直流電阻可以不計(jì)的自感線圈.如圖1620所示,當(dāng)金屬棒ab正在直導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡L1比燈泡L2更亮一些.試分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況.(導(dǎo)軌及金屬棒電阻不計(jì)) 圖1620 【解析】 L2與L1和自感線圈并聯(lián),兩支路電壓相等,而L1較亮,說明L1上的電壓大于L2支路電壓,可以判定線圈中存在自感電動(dòng)勢(shì),且方向與回路電流方向相同,所以回路中電流正在減小,即ab正在做減速運(yùn)動(dòng). 【答案】 見解析 [能力提升練] (時(shí)間:25分鐘 分值:50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分) 1.在生產(chǎn)實(shí)際中,有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈,當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時(shí),線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì),使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧,危及操作人員的人身安全.為了避免電弧的產(chǎn)生,可在線圈處并聯(lián)一個(gè)元件,下列方案可行的是( ) A B C D D [閉合S時(shí),二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),不影響電路正常工作.?dāng)嚅_S時(shí),由于自感現(xiàn)象,線圈跟二極管D組成閉合回路,此時(shí)二極管處于正向?qū)ǎ梢员苊怆娀〉漠a(chǎn)生,故D項(xiàng)正確.] 2.如圖1621所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一個(gè)電壓表,用來測(cè)自感線圈的直流電壓.在測(cè)量完畢后,將電路解體時(shí)應(yīng)先( ) 圖1621 A.?dāng)嚅_S1 B.?dāng)嚅_S2 C.拆除電流表 D.拆除電阻R B [當(dāng)S1、S2均閉合時(shí),電壓表與線圈L并聯(lián);當(dāng)S2閉合而S1斷開時(shí),電壓表與線圈L串聯(lián).所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反.只要不斷開S2,線圈L與電壓表就會(huì)組成回路,在斷開干路時(shí),L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流,使電壓表指針反向轉(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表.正確答案為B.] 3.(多選)無線電力傳輸目前取得重大突破,在日本展出了一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng).這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力.兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置,原理示意圖如圖1622所示.下列說法正確的是( ) 圖1622 A.若A線圈中輸入電流,B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.只有A線圈中輸入變化的電流,B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) C.A中電流越大,B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D.A中電流變化越快,B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 BD [根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件,只有處于變化的磁場(chǎng)中,B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量變化率,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.] 4.如圖1623所示的是自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,A是燈泡,L是帶鐵芯的線圈,E為電源,S是開關(guān).下述判斷正確的是( ) 圖1623 A.S接通的瞬間,L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),S接通后和斷開瞬間L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) B.S斷開的瞬間L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),S接通瞬間和接通后L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) C.S在接通或斷開的瞬間L都產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),S接通后L不再產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) D.S在接通或斷開瞬間以及S接通后,L一直產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) C [S斷開和接通瞬間,通過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),S接通后通過線圈的電流不再變化,沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確.] 二、非選擇題(本題共2小題,共26分) 5.(13分)如圖1624甲所示為研究自感實(shí)驗(yàn)的電路圖,并用電流傳感器顯示出在t=110-3 s時(shí)斷開開關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過線圈L的電流(如圖1624乙).已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻不計(jì),燈泡R1的阻值為6 Ω,電阻R的阻值為2 Ω. 甲 乙 圖1624 (1)線圈的直流電阻RL是多少? (2)開關(guān)斷開時(shí),該同學(xué)觀察到什么現(xiàn)象? (3)計(jì)算開關(guān)斷開瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì). 【解析】 (1)由圖像可知S閉合穩(wěn)定時(shí)IL=1.5 A RL=-R= Ω-2 Ω=2 Ω 此時(shí)小燈泡的電流I1== A=1 A. (2)S斷開后,L、R、R1組成閉合回路 電流由1.5 A逐漸減小,所以燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅. (3)自感電動(dòng)勢(shì)E=IL(R+RL+R1)=15 V. 【答案】 (1)2 Ω (2)燈泡閃亮一下后逐漸變暗,最后熄滅 (3)15 V 6.(13分)如圖1625所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E=10 V,內(nèi)阻不計(jì),L與R的電阻值均為5 Ω,兩燈泡的電阻值均為RS=10 Ω. 圖1625 (1)求斷開S的瞬間,燈泡L1兩端的電壓; (2)定性畫出斷開S前后一段時(shí)間內(nèi)通過L1的電流隨時(shí)間的變化規(guī)律. 【解析】 (1)電路穩(wěn)定工作時(shí),由于a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,導(dǎo)線ab上無電流通過.因此通過L的電流為 IL== A=1 A, 流過L1的電流為IS== A=0.5 A; 斷開S的瞬間,由于線圈要想維持IL不變,而與L1組成閉合回路,因此通過L1的最大電流為1 A. 所以此時(shí)L1兩端的電壓為U=ILRS=10 V(正常工作時(shí)為5 V). (2)斷開S前,流過L1的電流為0.5 A不變,而斷開S的瞬間,通過L1的電流突變?yōu)? A,且方向也發(fā)生變化,然后漸漸減小到零,所以它的圖像如答圖所示(t0為斷開S的時(shí)刻). 注:從t0開始,電流持續(xù)的時(shí)間實(shí)際上一般是很短的. 【答案】 (1)10 V (2)見解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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