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(shuō)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(wú)鐵芯等決定的，與電流大小、自感電動(dòng)勢(shì)大小無(wú)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(shuō)法正確的是 (　　) A．當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，線圈中沒(méi)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(guò)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(guò)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(méi)有磁通量的變化 D．以上說(shuō)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(kāi)S.下列表示通過(guò)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(guò)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(guò)一段時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，自感作用消失，流過(guò)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(guò)燈A2的電流大于流過(guò)燈A1的電流，方向是從左到右，當(dāng)S斷開(kāi)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(guò)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(shuō)法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622036】 圖1619 A．啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)器斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)，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(shuō)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(jiàn)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(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，使開(kāi)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_(kāi)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(lái)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_(kāi)S1　　　 B．?dāng)嚅_(kāi)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(kāi)時(shí)，電壓表與線圈L串聯(lián)．所以在干路斷開(kāi)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(kāi)S2，線圈L與電壓表就會(huì)組成回路，在斷開(kāi)干路時(shí)，L中產(chǎn)生與原來(lái)電流同方向的自感電流，使電壓表指針?lè)聪蜣D(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表．正確答案為B.] 3．(多選)無(wú)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(wú)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(shuō)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(kāi)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(kāi)瞬間L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) B．S斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)和接通瞬間，通過(guò)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(guò)線圈的電流不再變化，沒(méi)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(kāi)開(kāi)關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過(guò)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，該同學(xué)觀察到什么現(xiàn)象？ (3)計(jì)算開(kāi)關(guān)斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)S的瞬間，燈泡L1兩端的電壓； (2)定性畫出斷開(kāi)S前后一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(wú)電流通過(guò)．因此通過(guò)L的電流為 IL＝＝ A＝1 A， 流過(guò)L1的電流為IS＝＝ A＝0.5 A； 斷開(kāi)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(guò)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(kāi)S前，流過(guò)L1的電流為0.5 A不變，而斷開(kāi)S的瞬間，通過(guò)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(kāi)S的時(shí)刻)． 注：從t0開(kāi)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(jiàn)解析