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1、课时训练5互感和自感1.关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是()A.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大B.对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量C.一个线圈的电流均匀增大,这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D.自感电动势总与原电流方向相反答案:C解析:线圈的自感系数L只由线圈本身的因素决定,选项A错误。由E自=L知,E自与成正比,与I无直接关系,选项B错误,C正确。E自方向在电流增大时与原电流方向相反,在电流减小时与原电流方向相同,选项D错误。2.线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则()A.0t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t
2、2t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1t2时间内线圈中的自感电动势为零答案:CD解析:线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E。根据图象分析:0t1时间内的电流变化率小于t2t3时间内的电流变化率,A错误,C正确;t1t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,B错误,D正确。3.在制作精密电阻时,为消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是()A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消D.以上说法均不正确答案:C解析:
3、由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,只有C正确。4.如图所示是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆除时应()A.先断开S2B.先断开S1C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案:B解析:只要不断开S1,线圈L与电压表就会组成闭合回路,在断开S2时,线圈L会因此产生感应电流,电流的方向与原来方向相同。这时流过电压表的电流方向与原来电流
4、方向相反,电压表中的指针将反向转动,损坏电压表,所以必须先拆下电压表,即断开S1。5.如图所示,多匝线圈L的电阻和电池内阻不计,两个电阻的阻值都是R,电键S原来是断开的,电流I0=,今合上电键S将一电阻短路,于是线圈有自感电动势产生,这电动势()A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小到零B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流将保持I0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0答案:D解析:电键S由断开到闭合,回路中的电流要增大,因而在L上要产生自感电动势。根据楞次定律,自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化,这就是说由于电流增加引起的自感电动
5、势。因此要阻碍原电流的增加,是阻碍不是阻止,电流仍要增大,而达到稳定后其电流为2I0。选项D正确。6.如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是()A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆C.G1、G2表的指针都向左摆D.G1、G2表的指针都向右摆答案:B解析:电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原方向相同的自感电动势,与G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流
6、方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆,B项正确。7.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为。式中B是磁感应强度,是磁导率,在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为S的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l,并测出拉力F,如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、S之间的关系为B=。答案:解析:在用力F将铁片P与磁铁拉开一段微小距离l的过程中,拉力F可认为不变,因此,F所做的功W=Fl以表示间隙中磁场的能量密度,则间隙中磁场的能量E=V=Sl由题给条件得
7、=,故E=Sl因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,即W=E,故有Fl=Sl解得B=8.如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 ,定值电阻R=2.0 ,AB间电压U=6.0 V,开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.010-3s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。甲乙(1)求出线圈L的直流电阻RL。(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向。(3)在t=1.610-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?答案:(1)2.0 (2)向左(3)3.0 V解析:(1)由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5 A由欧姆定律I0=解得:RL=-R=2.0 (2)R1中电流方向向左(或沿逆时针方向)。(3)由图读出,t=1.610-3s时刻线圈L的电流I=0.30 A线圈L相当于一个电源,由闭合电路欧姆定律E=I(RL+R+R1)解得E=3.0 V3
