高中物理第4章电磁感应6互感和自感课时作业新人教版选修文档格式.docx
- 文档编号:247736
- 上传时间:2023-04-28
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:110.75KB
高中物理第4章电磁感应6互感和自感课时作业新人教版选修文档格式.docx
《高中物理第4章电磁感应6互感和自感课时作业新人教版选修文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理第4章电磁感应6互感和自感课时作业新人教版选修文档格式.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
D.不管电流如何变化,线圈的自感系数不变
自感系数只与线圈本身有关,而与其他因素无关.自感系数是由线圈的本身性质(线圈的长度、面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的.线圈的横截面积越大,线圈越长,单位长度上的匝数越多,它的自感系数就越大,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多.自感系数与通入的电流、电流改变量、电流变化率等无关.故正确答案为D.
3.一个线圈中的电流均匀增大,这个线圈的( )
A.磁通量均匀增大
B.自感系数均匀增大
C.自感系数、自感电动势均匀增大
D.自感系数、自感电动势、磁通量都不变
电流均匀增大时,线圈中磁感应强度均匀增大,所以磁通量均匀增大,而自感电动势取决于磁通量的变化率,所以自感电动势不变;
自感系数取决于线圈本身的因素,也保持不变,只有选项A正确.
A
4.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
本题考查自感和自感电动势的方向,意在考查考生对自感现象的理解和运用楞次定律解决自感问题的能力.当线圈中的电流不变时穿过线圈的磁通量没有变化,没有自感电动势,选项A正确;
当线圈中的电流反向时原来的电流产生的磁通量减小,由楞次定律可知,自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍磁通量的减小,故自感电动势的方向与原电流的方向相同,故选项B不对;
当线圈中的电流增大时,穿过线圈的磁通量增大,自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍其增大,故自感电动势的方向与原电流的方向相反,所以选项C正确;
同理可知选项D不对,所以答案为A、C.
AC
5.某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )
A.第1s末 B.第2s末
C.第3s末D.第4s末
在自感现象中,当原电流减小时自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时自感电动势与原电流方向相反.在图象中0~1s时间内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2s时间内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即沿正方向;
同理分析2~3s、3~4s时间内可得正确答案为B、D两项.
BD
6.在如图所示的电路中,S闭合、S′断开,A正常发光,S′接通稳定时A不发光,现将S断开、S′闭合后,进行实验观察在S闭合稳定后再断开的现象,对观察结果说法正确的有( )
A.在S闭合瞬间A亮一下,稳定时不亮,断开S再亮一下
B.在S闭合瞬间A正常发光,稳定时A亮度变暗,直到S断开时熄灭
C.在S闭合到S断开时A都正常发光
D.在S闭合到S断开时A都不发光
在S闭合时,由于L对变化的电流的阻碍作用使通过L的电流较小,而通过A的电流则较大,所以在通电瞬间A发光,当通过L的电流增加后通过A的电流减少至不再发光,S断开时L产生对电流的阻碍作用,产生感应电流,故亮一下.
7.图中L是一只有铁芯的线圈,它的电阻不计,E表示直流电源的电动势.先将S接通,稳定后再将S断开.若将L中产生的感应电动势记为EL,则在接通和断开S的两个瞬间,以下说法正确的是( )
A.两个瞬间EL都为零
B.两个瞬间EL的方向都与E相反
C.接通瞬间EL的方向与E相反
D.断开瞬间EL的方向与E相同
CD
8.如图所示,绕在铁芯上的线圈M与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路,在铁芯的右端,线圈P与电流表连成闭合电路.下列各种情况中说法正确的是( )
A.开关S闭合后,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥
B.开关S闭合后,使变阻器滑片向左匀速移动,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥
C.开关S闭合后,使变阻器滑片向右匀速移动,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥
D.开关S闭合瞬间,线圈P中有感应电流,M、P相互吸引
开关S闭合后,M线圈中的电流产生的磁场方向由安培定则判知,沿铁芯轴线向右,由于线圈P中的磁通量不变,故不会产生感应电流,M、P没有排斥作用,也没有吸引作用,故A、D错;
当开关S闭合后,滑片向左匀速移动,线圈M中的电流增大,因而穿过线圈P的磁通量增加,产生感应电流,并且由楞次定律知,感应电流的磁场方向与线圈M的磁场方向相反,故M、P两线圈相互排斥,B正确.同理判知C错误.
B
9.如图所示电路中,自感系数较大的线圈L的直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带正电的是( )
A.S闭合的瞬间
B.S断开的瞬间
C.S闭合电路稳定后
D.S闭合、向左移动变阻器触头
S闭合电路稳定时,线圈两端没有电势差,电容器两板不带电;
S闭合瞬间,或向左移动变阻器触头时,电流增大,线圈产生自感电动势方向与电流方向相反,使B板带正电;
S断开的瞬间,电流减小,线圈产生自感电动势的方向与电流方向相同,使A板带正电,B项正确.
10.如图所示,L是电阻不计的自感线圈,C是电容器,E为电源,在开关S闭合和断开时,关于电容器的带电情况,下列说法正确的是( )
A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电
B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电
C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电
D.由于线圈L的电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下电容器均不带电
当S闭合瞬间,L内电流增大,产生的自感电动势的方向是由下指向上,使电容器充电,A板带正电,B板带负电,A正确;
当S保持闭合时,L的电阻为零,电容器两极板短路,不带电,B错误;
当S断开瞬间,L内的电流减小,自感电动势的方向由上向下,在L、C组成的回路中给电容器充电,使B板带正电,A板带负电,C错误.
11.如图所示,对于原来闭合的开关S突然断开的瞬间,会看到灯A更亮的闪一下再熄灭,设S闭合时,灯中电流为I灯,线圈L中电流为IL,开关断开的瞬间灯A中电流为I′灯,线圈L中电流为I′L,则( )
A.I灯<I′灯,IL≥I′L B.I灯=I′灯,IL≤I′L
C.I灯<I′灯,IL<I′LD.I灯>I′灯,IL≤I′L
在L和灯A的并联电路里,因为L的电阻比灯A的电阻小得多,闭合S时,L内的电流IL比灯A内电流I灯大得多,断开S的瞬间,因为IL的减小才产生自感电动势,自感电动势阻碍IL的减小,因此流过线圈L的电流只能是减小而不能是增大,断开瞬间有IL≥I′L,这时L和灯A组成的闭合回路是串联的,在自感电动势的作用下使I′L流过灯A,故I′灯=I′L.虽说I′L是减小的,但在开始断开的一小段时间内还是比灯A原来的电流I灯大,则有I灯<I′灯,所以,灯A在S断开瞬间闪亮一下才熄灭.
12.在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流为I.然后,断开S.若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t的变化的图象是( )
闭合开关S后,调整R,使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样,电流为I,说明RL=R.若t′时刻再闭合S,流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大,使电感线圈L产生自感电动势,阻碍了流过L1的电流i1增大,直至到达电流为I,故A错误,B正确;
而对于t′时刻再闭合S,流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I,故C、D错误.
13.如图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为i2,且i1>i2,在t1时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是( )
在t1时间内流过灯泡的电流为i2,且方向为从左向右,当断开S时,i2立即消失,但由于自感作用,i1并不立刻消失,而是产生自感电动势,与灯泡构成回路缓慢消失,此时流过灯泡的电流从i1开始逐渐减小,方向自右向左,故D正确.
14.如图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;
P从B端迅速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;
P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0,则( )
A.I1=I2=I0 B.I1>I0>I2
C.I1=I2>I0D.I1<I0<I2
当滑动片从A端迅速滑向B端时,总电阻减小,总电流增大,L产生的自感电动势阻碍电流增大,自感电流方向与原电流方向相反,故I1比P稳定在C点的电流I0小;
当P从B端迅速滑向A端时,总电流在减小,L产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流方向相同,故I2大于P稳定在C点时的电流I0.故D正确.
2019-2020年高中物理第4章电磁感应7涡流电磁阻尼和电磁驱动课时作业新人教版选修
1.磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是( )
A.为防止涡流而设计的B.为利用涡流而设计的
C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用
线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡流,涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后较快停下来.所以,这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.B、C正确.
BC
2.如图所示,是电表中的指针和电磁阻尼器,下列说法中正确的是( )
A.2是磁铁,在1中产生涡流
B.1是磁铁,在2中产生涡流
C.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
1在2中转动产生感应电流,感应电流受到安培力作用阻碍1的转动,A、D对.
AD
3.如图所示,金属球(铜球)下端有通电的线圈,今把小球拉离平衡位置后释放,此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( )
A.做等幅振动B.做阻尼振动
C.振幅不断增大D.无法判定
小球在通电线圈的磁场中运动,小球中产生涡流,故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动,做阻尼振动.
4.如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点.O点正下方固定一个水平放置的铝线圈.让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是( )
A.磁铁左右摆动一次,线圈内感应电流的方向改变2次
B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
磁铁向下摆动时,根据楞次定律,线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看),并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力,阻碍它靠近;
磁铁向上摆动时,根据楞次定律,线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看),磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力,阻碍它远离,所以磁铁在左右摆动一次过程中,电流方向改变3次,感应电流对它的作用力始终是阻力,只有C项正确.
C
5.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的,如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化,这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被炼金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( )
A.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用线圈中电流产生的磁场
C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电
高频感应炉的原理是:
给线圈通以高频交变电流后,线圈产生高频变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生强涡流,由于电流的热效应,可使金属熔化.故只有C正确.
6.如图所示,使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则( )
A.铜盘转动将变慢
B.铜盘转动将变快
C.铜盘仍以原来的转速转动
D.铜盘的转动速度是否变化,要根据磁铁的上下两端的极性来决定
当一个蹄形磁铁移近铜盘时,铜盘转动切割磁感线,产生感应电流,由楞次定律可知感应电流受的安培力阻碍其相对运动,所以铜盘的转动将变慢,本题也可以从能量守恒的角度去分析,因为铜盘转动切割磁感线,产生感应电流,铜盘的机械能不断转化成电能,铜盘转动会逐渐变慢,故正确选项为A.
7.甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转,当给以相同的初始角速度开始转动后,由于阻力,经相同的时间后便停止;
若将环置于磁感应强度为B且大小相同的匀强磁场中,甲环的转轴与磁场方向平行,乙环的转轴与磁场方向垂直,如图所示,当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后,则下列判断正确的是( )
A.甲环先停 B.乙环先停
C.两环同时停下D.无法判断两环停止的先后
甲不产生感应电流,乙产生感应电流,机械能不断转化为内能,故先停下来.
8.如图所示,一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内,当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时( )
A.若整个线圈在磁场内,线圈一定做匀速运动
B.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必做加速运动
C.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必做减速运动
D.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必定放热
整个线圈在磁场内时,无感应电流,故不受安培力,线圈做匀速运动,A对;
线圈滑出磁场过程中,产生感应电流,受到阻碍它运动的安培力,故线圈做减速运动,机械能转化为内能,选项B错,C、D对.
ACD
9.如图所示,光滑金属球从高h的曲面滚下,又沿曲面的另一侧上升,设金属球初速度为零,曲面光滑,则( )
A.若是匀强磁场,球滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,球滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,球滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,球滚上的高度小于h
若是匀强磁场,则穿过球的磁通量不发生变化,球中无涡流,机械能没有损失,故球滚上的高度等于h,选项A错B对.若是非匀强磁场,则穿过球的磁通量发生变化,球中有涡流产生,机械能转化为内能,故球滚上的高度小于h,选项C错D对.
10.如图所示光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上,环1竖直,环2水平放置,均处于中间分割线上,在平面中间分割线正上方有一条形磁铁,当磁铁沿中间分割线向右运动时,下列说法正确的是( )
A.两环都向右运动
B.两环都向左运动
C.环1静止,环2向右运动
D.两环都静止
条形磁铁向右运动时,环1中磁通量保持为零不变,无感应电流,仍静止.环2中磁通量变化.根据楞次定律,为阻碍磁通量的变化,感应电流的效果使环2向右运动.
11.一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点,离O点下方
处有一宽度为
、垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示.现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直,忽略空气阻力),摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场,则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )
A.mgLB.mg
C.mg
D.mg(L+2r)
线圈在进入磁场和离开磁场时,磁通量发生变化,产生感应电流,机械能减少.最后线圈在磁场下面摆动,机械能守恒.在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热,在达到稳定摆动的整个过程中,金属环减少的机械能为mg(
L+r).
12.高频焊接是一种常用的焊接方法,其焊接的原理如图所示.将半径为10cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中,然后在线圈中通以高频的交变电流,线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场,磁场的磁感应强度B的变化率为10
πT/s.焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍.工件非焊接部分每单位长度上的电阻为R0=10-2πΩ·
m-1,焊接的缝宽非常小.则焊接过程中焊接处产生的热功率为________.(计算中可取π2=10,不计温度变化对电阻的影响,结果保留一位有效数字)
金属工件中产生的感应电动势E由法拉第电磁感应定律计算:
E=
=
πr2=
V
金属工件的电阻R=2πr·
R0+99×
2πr·
R0=2Ω
金属元件中的电流I=
A
所以焊接处的热功率
P=I2×
99×
R0=1W.
1W
13.下列现象属电磁阻尼的是____________,属电磁驱动的是________.
A.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B.微安表的表头在运输时要把两接线框短接
C.自制金属地雷探测器
D.交流感应电动机
E.当右图中B变大时,a、b在固定光滑导轨上滑动
电磁阻尼是指导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动;
而电磁驱动是磁场相对导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力作用,安培力使导体运动而不是阻碍导体运动.
AB DE
14.如图所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h的地方,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动,设A、B的质量分别为M、m,若最终A、B速度分别为vA、vB.
(1)螺线管A将向哪个方向运动?
(2)全过程中整个电路所消耗的电能.
(1)磁铁B向右运动时,螺线管中产生感应电流,感应电流产生电磁驱动作用,使得螺线管A向右运动.
(2)全过程中,磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能,所以mgh=
Mv
+
mv
+E电.
即E电=mgh-
-
(1)向右
(2)mgh-
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 电磁感应 互感 自感 课时 作业 新人 选修