2019高中物理 第三章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 3.6 自感現(xiàn)象 渦流練習(xí)（含解析）新人教版選修1 -1.docx

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自感現(xiàn)象 渦流 課后訓(xùn)練案鞏固提升 A組(20分鐘) 1.關(guān)于自感電流,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.自感電流一定與線圈中電流方向相反 B.自感電流一定與線圈中的電流方向相同 C.自感電流可能與線圈中的電流方向相反,也可能相同 D.線圈中只要有電流通過(guò),就一定會(huì)產(chǎn)生自感電流 解析:線圈中電流發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的變化,可能與線圈中的電流方向相反,也可能相同。 答案:C 2.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電路中電流越大,自感電動(dòng)勢(shì)越大 B.電路中電流變化越大,自感電動(dòng)勢(shì)越大 C.線圈中電流均勻增大,線圈的自感系數(shù)也均勻增大 D.線圈中的電流為零時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)不一定為零 解析:在自感一定的情況下,電流變化越快,自感電動(dòng)勢(shì)越大,與電流的大小、電流變化的大小沒(méi)有必然的關(guān)系,A、B項(xiàng)錯(cuò);線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的性質(zhì)決定的,與線圈的大小、形狀、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯等有關(guān),而與線圈的電流的變化率無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)。 答案:D 3.下列哪些做法是為了減少渦流的產(chǎn)生(　　) A.在電動(dòng)機(jī)、變壓器中的線圈中加入鐵芯 B.電動(dòng)機(jī)、變壓器內(nèi)部鐵芯都是由相互絕緣的硅鋼片組成 C.在電磁冶金中,把交變電流改成直流 D.一些大型用電器采用特制的安全開(kāi)關(guān) 解析:在電動(dòng)機(jī)、變壓器中,為增強(qiáng)磁場(chǎng),把繞組都繞在鐵芯上,以增強(qiáng)磁場(chǎng),但鐵芯中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流,為了減少渦流,鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成,將硅鋼片表面進(jìn)行處理,生成不導(dǎo)電的氧化層,相互絕緣,可進(jìn)一步減少渦流,所以A項(xiàng)不符合題意,B項(xiàng)符合題意;電磁冶金利用產(chǎn)生的渦流,而只有當(dāng)空間中磁通量變化的時(shí)候,才會(huì)有渦流產(chǎn)生,直流電流穩(wěn)定,產(chǎn)生的磁場(chǎng)也穩(wěn)定,是不會(huì)引起渦流的,C項(xiàng)不符合題意;D項(xiàng)與渦流無(wú)關(guān),是為了防止自感。 答案:B 4.關(guān)于線圈的自感系數(shù)大小的下列說(shuō)法中,正確的是(　　) A.通過(guò)線圈的電流越大,自感系數(shù)也越大 B.線圈中的電流變化越快,自感系數(shù)也越大 C.插有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)會(huì)變大 D.線圈的自感系數(shù)與電流的大小、電流變化的快慢、是否有鐵芯等都無(wú)關(guān) 解析:自感系數(shù)是由電感線圈本身的因素決定的,包括線圈的大小、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù),而且有鐵芯時(shí)比無(wú)鐵芯時(shí)自感系數(shù)要大,與通過(guò)線圈的大小及變化趨勢(shì)無(wú)關(guān)。 答案:C 5.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象,自己找來(lái)帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(　　) A.電源的內(nèi)阻較大 B.小燈泡電阻偏大 C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大 解析:閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定燈泡正常發(fā)光時(shí),如果電感線圈L中的電阻比燈泡的電阻大,則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA小,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),則由于自感現(xiàn)象,L和A構(gòu)成回路使L和A中的電流從IL開(kāi)始減小,因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象,C項(xiàng)正確。 答案:C 6. 如圖所示,L為一純電感線圈(直流電阻不計(jì)),A為一燈泡,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,無(wú)電流通過(guò)燈泡 B.開(kāi)關(guān)S閉合后,電路穩(wěn)定時(shí),無(wú)電流通過(guò)燈泡 C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間,無(wú)電流通過(guò)燈泡 D.開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間及接通后電路穩(wěn)定時(shí),燈泡中均有從a到b的電流,而在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間燈泡中則有從b到a的電流 解析:開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,燈泡中的電流從a到b,線圈由于自感作用,通過(guò)它的電流逐漸增大。開(kāi)關(guān)S閉合后,電路穩(wěn)定時(shí),純電感線圈對(duì)電流無(wú)阻礙作用,將燈泡短路,燈泡中無(wú)電流通過(guò)。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間,由于線圈的自感作用,線圈中原有向右的電流將逐漸減小,該電流通過(guò)燈泡形成回路,故燈泡中有從b到a的瞬間電流。 答案:B 7.導(dǎo)學(xué)號(hào)66824063(多選)在圖甲、乙所示的電路中,電阻R和自感線圈L的電阻都小于燈泡的電阻,閉合S使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡Q發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在電路甲中,斷開(kāi)S后,Q將漸漸變暗 B.在電路甲中,斷開(kāi)S后,Q將先變得更亮,然后漸漸變暗 C.在電路乙中,斷開(kāi)S后,Q將漸漸變暗 D.在電路乙中,斷開(kāi)S后,Q將先變得更亮,然后漸漸變暗 解析:在電路甲中,設(shè)通過(guò)線圈L的電流為IL甲,通過(guò)Q及R的電流為IQ甲和IR甲;同理,設(shè)電路乙中通過(guò)L、Q、R的電流分別為IL乙、IQ乙、IR乙。很明顯,IL甲=IQ甲,IL乙>IQ乙。當(dāng)斷開(kāi)S時(shí),線圈L相當(dāng)于電源,產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì),在L、R、Q組成的回路中產(chǎn)生自感電流。在電路甲中,自感電流從IL甲逐漸減小,燈泡Q逐漸變暗;在電路乙中,自感電流從IL乙逐漸減小,因?yàn)镮L乙>IQ乙,所以燈泡Q先變得更亮,再漸漸變暗。A、D兩項(xiàng)正確。 答案:AD 8. 如圖所示的電路,L為自感線圈,L燈是一個(gè)燈泡,E是電源,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,通過(guò)燈泡的電流方向是　　　。當(dāng)S斷開(kāi)瞬間,通過(guò)燈泡的電流方向是　　　。 解析:S閉合時(shí),流經(jīng)L燈的電流方向是A→B。在S斷開(kāi)瞬間,由于電源提供給L燈的電流很快消失,而線圈中電流減小時(shí)要產(chǎn)生一個(gè)和原電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙原電流減小,所以線圈此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源,與燈泡L燈構(gòu)成放電電路,故通過(guò)L燈的電流方向是B→A。 答案:A→B　B→A B組(15分鐘) 1.如圖所示,電路穩(wěn)定后,小燈泡有一定的亮度,現(xiàn)將一與螺線管等長(zhǎng)的軟鐵棒沿管的軸線迅速插入螺線管內(nèi),判斷在插入過(guò)程中燈泡的亮度變化情況為(　　) A.變暗 B.變亮 C.不變 D.無(wú)法判斷 解析:由電源極性知通電螺線管中的電流方向,由右手定則知螺線管相當(dāng)于一個(gè)條形磁體,右端是S極,左端是N極,內(nèi)部磁場(chǎng)方向由右向左,軟鐵棒插入過(guò)程中被磁化,左端是N極,右端是S極,所以插入過(guò)程是螺線管中磁通量增加的過(guò)程,線圈中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與原電源方向相反的自感電動(dòng)勢(shì),故電燈泡變暗。 答案:A 2.同樣大小的整塊金屬和疊合的硅鋼片鐵芯放在同一變化的磁場(chǎng)中相比較(　　) A.金屬塊中的渦流較大,焦耳熱功率也較大 B.硅鋼片中渦流較大,焦耳熱功率也越大 C.金屬塊中的渦流較大,硅鋼片中熱功率較大 D.硅鋼片中渦流較大,金屬塊中熱功率較大 解析:硅鋼片的電阻大,渦流小,由P=I2R可知金屬塊中焦耳熱功率也較大。 答案:A 3.導(dǎo)學(xué)號(hào)66824064在如圖所示的電路中,兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R。閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)節(jié)R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈泡的電流均為I。然后,斷開(kāi)S。若t時(shí)刻再閉合S,則在t前后的一小段時(shí)間內(nèi),正確反映流過(guò)L1的電流i1、流過(guò)L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是(　　) 解析:閉合S通電后,由于電感線圈的自感作用,i1逐漸增大,最終達(dá)到穩(wěn)定值,而i2直接增大到穩(wěn)定值后保持不變,所以選項(xiàng)B正確。 答案:B 4. 冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖如圖所示。冶煉爐內(nèi)裝入被冶煉的金屬,線圈通入高頻交變電流,這時(shí)被冶煉的金屬就能被熔化。這種冶煉方法速度快,溫度容易控制,并能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中,因此適于冶煉特種金屬,該爐的加熱原理是(　　) A.利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱 B.利用紅外線 C.利用交變電流的交變磁場(chǎng)在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流 D.利用交變電流的交變磁場(chǎng)所激發(fā)的電磁波 解析:利用交變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)引起爐內(nèi)金屬截面的磁通量變化,使金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因整塊金屬的電阻相當(dāng)小,所以感應(yīng)電流很強(qiáng),它在金屬內(nèi)自成回路流動(dòng)時(shí),形成漩渦狀的電流,即渦流,渦流產(chǎn)生大量的焦耳熱使?fàn)t內(nèi)溫度升高,金屬熔化,故選C項(xiàng)。當(dāng)然線圈中也因有交變電流會(huì)產(chǎn)生一定的焦耳熱,但它是相當(dāng)少的,根本不可能使?fàn)t內(nèi)溫度高到使金屬熔化的程度,故A項(xiàng)不可能。 答案:C 5.導(dǎo)學(xué)號(hào)66824065 如圖所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽略不計(jì),L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,隨著開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)的過(guò)程中,燈L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷)(　　) A.S閉合,L1亮度不變,L2亮度逐漸變亮,最后兩燈一樣亮;S斷開(kāi),L2立即不亮,L1逐漸變亮 B.S閉合,L1不亮,L2很亮;S斷開(kāi),L1、L2立即不亮 C.S閉合,L1、L2同時(shí)亮,而后L1逐漸熄滅,L2亮度不變;S斷開(kāi),L2立即不亮,L1亮一下才熄滅 D.S閉合,L1、L2同時(shí)亮,而后L1逐漸熄滅,L2則逐漸變得更亮;S斷開(kāi),L2立即不亮,L1亮一下才熄滅 解析:當(dāng)S閉合時(shí),L的自感系數(shù)很大,對(duì)電流的阻礙作用較大,L1和L2串接后與電源相連,L1和L2同時(shí)亮,隨著L中電流的增大,L的直流電阻不計(jì),L的分流作用增大,L1中的電流逐漸減小為零,由于總電阻變小,總電流變大,L2中的電流增大,L2燈變得更亮;當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),L2中無(wú)電流,立即熄滅,而線圈L將要維持本身的電流不變,L與L1組成閉合電路,L1燈要亮一下后再熄滅。綜上所述,選項(xiàng)D正確。 答案:D 6.高頻焊接原理示意圖如圖所示,線圈中通以高頻交變電流時(shí),待焊接的金屬工件中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于焊縫處的接觸電阻很大,放出的焦耳熱很多,致使溫度升得很高,將金屬熔化,焊接在一起。我國(guó)生產(chǎn)的自行車(chē)車(chē)架就是用這種辦法焊接的。 試定性地說(shuō)明:為什么交變電流的頻率越高,焊縫處放出的熱量越多? 解析:交變電流的頻率越高,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大,感應(yīng)電流就越大,而放出的熱量與電流的二次方成正比,所以交變電流的頻率越高,焊縫處放出的熱量越多。 答案:見(jiàn)解析