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1、自感现象及其应用 (建议用时：45分钟)学业达标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【解析】线圈的自感系数L只由线圈本身的因素决定，选项A错误自感电动势与电流的变化率有关，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【答案】C2(多选)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
2、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【解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流先减小后反向增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错【答案】AC3在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而
3、引起的自感现象，采取了双线绕法，如图165所示，其道理是() 【导学号：90270037】图165A当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消B当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消D以上说法均不正确【解析】由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，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，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B、D错误，只有选项C正确【答案】C4.如图166所示的是自感现象的实验装置，A是灯泡，L
4、是带铁芯的线圈，E为电源，S是开关下述判断正确的是()图166AS接通的瞬间，L产生自感电动势，S接通后和断开瞬间L不产生自感电动势BS断开的瞬间L产生自感电动势，S接通瞬间和接通后L不产生自感电动势CS在接通或断开的瞬间L都产生自感电动势，S接通后L不再产生自感电动势DS在接通或断开瞬间以及S接通后，L一直产生自感电动势【解析】S断开和接通瞬间，通过线圈的电流都发生变化，都产生感应电动势，S接通后通过线圈的电流不再变化，没有感应电动势产生，故A、B、D错误，C正确【答案】C5.如图167所示，R1、R2的阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0.现将S闭
5、合，于是电路中产生自感电动势，自感电动势的作用是()图167A使电路的电流减小，最后由I0减小到零B有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0【解析】当S闭合时，电路中电阻减小，电流增大，线圈的作用是阻碍电流的增大，选项A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度减缓，选项B、C错误；最后达到稳定时，I2I0，故选项D正确【答案】D6如图168所示是用于观察自感现象的电路图设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RLR，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到()图168A灯
6、泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭C灯泡有明显的闪亮现象D只有在RLR时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象【解析】S闭合电路稳定时，由于RLR，那么ILIR，S断开的瞬间，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小通过灯泡原来的电流IR随着开关的断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，此时灯泡的电流等于流过线圈的电流，即从IL开始逐渐变小，由于ILIR，因此灯泡开始时有明显的闪亮现象，C正确，A、B错若RLR时，ILIR，这样不会有明显的闪亮，D错【答案】C7关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有() 【导学号：90270038】A是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反
7、射和透射传到周围空间B是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光C日光灯发出的其实就是紫外线D日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光【解析】日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光故选项D正确【答案】D8下列关于日光灯的说法中正确的是()A日光灯是常用的照明灯具之一，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的B灯管内气体的击穿电压和正常工作电压都是220 VC灯管发光是由于管内的气体被加热到炽热状态，发出的光D让日光灯正常工作，必须一直给其提供比220 V高很多的电压【解析】日光灯比白炽灯发光
8、效率高，属于节能的灯具，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的，故选项A正确灯管启动电压高于220 V、正常工作电压低于220 V，选项B、D错误灯管发光是因为灯管两端炽热的灯丝释放出大量电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光，选项C错误【答案】A9镇流器是由一个线圈和铁芯构成的，下列说法中正确的是() 【导学号：90270039】A镇流器中加入铁芯变成了电磁铁，在日光灯电路中起开关的作用B镇流器在日光灯正常发光后，只消耗电能，为了节能可以把它短路C日光灯电路中的镇流器可以用白炽灯泡来替代D镇流器中的铁芯是为了增大自感系数【解析】镇流器中加入铁芯是为
9、了增大线圈整体的自感系数，进而产生更大的自感电动势以击穿灯管内气体而导通；灯管导通后镇流器又起降压限流作用，故不可将其短路，且在启动时不可用白炽灯泡来代替，故D正确【答案】D10在实际生产中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件下图所示方案可行的是()【解析】开关断开时，线圈L内由于产生自感电动势阻碍原电流的减小，利用二极管的单向导电性使线圈短路即可避免电弧的产生，方案D是可行的【答案】D能力提升11(多选)如图169所示是研究自感通电实验的电路
10、图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则()图169A闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C稳定后，L和R两端电势差一定相同D稳定后，A1和A2两端电势差不相同【解析】闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们的电压相同，L和R两端电势差一定相同，选项B、C正确，A、D错误【答案】BC12.如图1610所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一
11、段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是() 【导学号：90270040】图1610【解析】S闭合时，由于自感L的作用，经过一段时间电流稳定时L电阻不计可见电路的外阻是从大变小的过程由U外E可知U外也是从大变小的过程t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中电流从B向A且中间流过D，所以t1时刻UAB反向，B正确【答案】B13(多选)下列对日光灯元件的认识，正确的是()A启动器氖管内的氖气在较低电压下发光，但不适于照明B灯管内的汞蒸气在较高电压下发光且适合照明C启动器中的电容器是使动、静触片在分离时不产生火花D灯管内壁的荧光物质是在灯丝发
12、出的电子激发下发光的【解析】启动器相当于自动开关，配合镇流器产生瞬时高压，启动器发光时间短且弱，不适于照明，选项A正确电容器的作用是在动、静触片分离时不产生火花，以避免烧毁触片，选项C正确灯管内汞蒸气在高电压导通，炽热灯丝发出的大量电子与汞原子碰撞而放出紫外线，荧光物质在紫外线照射下发出可见光，选项B、D均错误【答案】AC14.如图1611所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t1103 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图1612)已知电源电动势E6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 ，电阻R的阻值为2 .求：图1611图1612(1)线圈的直流电阻RL的值是多少？(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势【解析】(1)由图象可知S闭合稳定时IL1.5 ARLR 2 2 S断开前小灯泡电流I1 A1 A.(2)S断开后，L、R、R1组成临时回路电流由1.5 A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭(3)自感电动势EIL(RRLR1)15 V.【答案】(1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭(3)15 V
