
?互感和自感
知識(shí)點(diǎn):互感和自感
一、互感現(xiàn)象
1.互感和互感電動(dòng)勢(shì):兩個(gè)相互靠近但導(dǎo)線不相連的線圈,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫作互感,這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作互感電動(dòng)勢(shì).
2.應(yīng)用:利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈,如變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的.
3.危害:互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)相互靠近的電路之間.在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作.
二、自感現(xiàn)象
當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),同樣也在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱為自感.由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作自感電動(dòng)勢(shì).
三、自感系數(shù)
1.自感電動(dòng)勢(shì):E=L,其中是電流的變化率;L是自感系數(shù),簡(jiǎn)稱自感或電感.單位:亨利,符號(hào):H.
2.自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù),以及是否有鐵芯等因素有關(guān).
四、磁場(chǎng)的能量
1.線圈中電流從無到有時(shí),磁場(chǎng)從無到有,電源把能量輸送給磁場(chǎng),儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中.
2.線圈中電流減小時(shí),磁場(chǎng)中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能.
技巧點(diǎn)撥
一、互感現(xiàn)象
1.當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它產(chǎn)生的磁場(chǎng)就發(fā)生變化,變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生感生電場(chǎng),在感生電場(chǎng)的作用下,另一個(gè)線圈中的自由電荷定向運(yùn)動(dòng),于是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
2.一個(gè)線圈中電流變化越快(電流的變化率越大),另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.
3.應(yīng)用與危害
(1)應(yīng)用:變壓器、收音機(jī)的磁性天線都是利用互感現(xiàn)象制成的.
(2)危害:在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作,這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感.例如在電路板的刻制時(shí)就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象.
二、通電自感現(xiàn)象
1.自感現(xiàn)象也是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,也符合楞次定律,可表述為自感電動(dòng)勢(shì)總要阻礙引起自感電動(dòng)勢(shì)的原電流的變化.
2.當(dāng)線圈中的電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流的方向相反,阻礙電流的增大,使電流從零逐漸增大到穩(wěn)定值,但不能阻止電流的增大.
3.電流穩(wěn)定時(shí)自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體(若直流電阻為零,相當(dāng)于導(dǎo)線).
三、斷電自感現(xiàn)象 自感系數(shù)
1.當(dāng)線圈中的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同.
2.?dāng)嚯娮愿兄?,由于自感電?dòng)勢(shì)的作用,線圈中電流從原值逐漸減?。魯嚅_開關(guān)瞬間通過燈泡的電流大于斷開開關(guān)前的電流,燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅;若斷開開關(guān)瞬間通過燈泡的電流小于或等于斷開開關(guān)前的電流,燈泡不會(huì)閃亮一下,而是逐漸變暗直至熄滅.
3.自感電動(dòng)勢(shì)E=L,總是阻礙線圈中電流的變化,但不能阻止線圈中電流的變化.
4.自感系數(shù)L
(1)自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感,不同的線圈,在電流變化率相同的條件下,產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)不同,電學(xué)中用自感系數(shù)來表示線圈的這種特性.
(2)線圈的長(zhǎng)度越長(zhǎng),面積越大,單位長(zhǎng)度上匝數(shù)越多,線圈的自感系數(shù)就越大.線圈中有鐵芯時(shí)比無鐵芯時(shí)自感系數(shù)大.
(3)單位:亨利,符號(hào)H,1 H=103 mH=106 μH.
例題精練
1.(2021?茂南區(qū)校級(jí)模擬)在某個(gè)趣味物理小實(shí)驗(yàn)中,幾位同學(xué)手拉手與一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池、導(dǎo)線、電鍵、一個(gè)有鐵芯的多匝線圈按如圖所示方式連接,斷開電鍵時(shí)人會(huì)有觸電的感覺。關(guān)于斷開電鍵時(shí),以下說法正確的是( ?。?br />
A.流過人體的電流大于流過線圈的電流
B.A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高
C.流過人的電流方向從B→A
D.線圈中的電流突然增大
【分析】當(dāng)開關(guān)閉合后,多匝線圈與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5V的干電池,通過人的電流很?。划?dāng)斷開時(shí),多匝線圈電流發(fā)生變化,導(dǎo)致線圈產(chǎn)生很強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì),從而使同學(xué)們有觸電的感覺,根據(jù)自感現(xiàn)象分析電流大小。
【解答】解:A、當(dāng)斷開時(shí),多匝線圈電流產(chǎn)生自感現(xiàn)象,從而產(chǎn)生很高的瞬間電壓,通過同學(xué)們身體有觸電的感覺。而此時(shí)流過人體的電流是由線圈的自感電動(dòng)勢(shì)提供的,由自感規(guī)律可知,電流是從最大逐漸減小的,故流過人體的電流不會(huì)大于線圈的電流,故A錯(cuò)誤;
BC、當(dāng)斷開時(shí),多匝線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),電流方向不變,此時(shí)流過線圈的電流從左向右,則流過人的電流從右向左,即從B向A,此時(shí)B點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)高,故B錯(cuò)誤,C正確;
D、斷開電鍵時(shí),由于線圈的電流減小而產(chǎn)生自感感動(dòng)勢(shì),而阻礙電流的減小,只是電流減小的慢一些,不會(huì)突然增大,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查自感現(xiàn)象,知道多匝線圈在電流發(fā)生變化時(shí),產(chǎn)生很高的電壓,相當(dāng)于瞬間的電源作用。
2.(2021春?荔灣區(qū)校級(jí)期中)“感受觸電”實(shí)驗(yàn)可以用如圖所示的電路完成。電路主要由幾位同學(xué)手拉手與一個(gè)帶鐵芯的多匝線圈并聯(lián)后接入電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池中。下列說法正確的是( ?。?br />
A.在閉合開關(guān)瞬間,連成一串的同學(xué)有觸電感覺
B.在斷開開關(guān)瞬間,連成一串的同學(xué)有觸電感覺
C.在開關(guān)閉合穩(wěn)定后,連成串的同學(xué)有觸電感覺
D.由于電源電動(dòng)勢(shì)很小,任何情況下連成一串的同學(xué)都不會(huì)有觸電感覺
【分析】當(dāng)開關(guān)閉合后,多匝線圈與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5V的新干電池,所以電流很小。當(dāng)斷開時(shí),多匝線圈電流發(fā)生變化,導(dǎo)致線圈產(chǎn)生很強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì),從而使同學(xué)們有觸電的感覺。
【解答】解:A、當(dāng)開關(guān)閉合瞬間,多匝線圈與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5V的干電池,所以電流很小,同學(xué)沒有觸電感覺,故A錯(cuò)誤;
BD、當(dāng)斷開時(shí),流過線圈的電流減小,產(chǎn)生電磁感應(yīng)從而產(chǎn)生很高的瞬間電壓,電流通過同學(xué)們身體,同學(xué)有觸電的感覺,此現(xiàn)象為自感現(xiàn)象,故B正確,D錯(cuò)誤;
C、當(dāng)開關(guān)閉合穩(wěn)定后,電路中的電流沒有變化,通過同學(xué)們身體的電流很小,沒有觸電感覺,故C錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】電路中的線圈在電流發(fā)生變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于瞬間的電源作用。
隨堂練習(xí)
1.(2021?未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為零。電路中A和B是二個(gè)相同的燈泡,A燈泡串接一個(gè)理想二極管D,則下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
A.開關(guān)S閉合瞬間,A燈不亮
B.開關(guān)S閉合瞬間,B燈泡立即亮
C.開關(guān)S斷開瞬間,A燈泡閃亮一下后熄滅
D.開關(guān)S斷開瞬間,a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)
【分析】依據(jù)自感線圈的特征:剛通電時(shí)線圈相當(dāng)于斷路,斷開電鍵時(shí)線圈相當(dāng)于電源;二極管的特征是正向?qū)?;并依?jù)電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極,從而即可一一求解。
【解答】解:AB、閉合瞬間線圈對(duì)電流的增大具有阻礙作用,同時(shí)加在二極管上的電壓為反向電壓,不會(huì)導(dǎo)通,因此沒有電流經(jīng)過兩燈泡,則A燈泡不亮,B燈泡也不亮,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、L是一帶鐵芯的理想電感線圈,開關(guān)S斷開瞬間,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙其電流減小,此時(shí)a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì),二極管導(dǎo)通,L與燈泡A組成閉合回路,因此感應(yīng)電流向左通過燈泡A,則A燈泡閃亮一下后熄滅,故CD正確。
本題選擇錯(cuò)誤的,
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】該題兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),1、要知道理想線圈的特征:剛通電時(shí)線圈相當(dāng)于斷路,斷開電鍵時(shí)線圈相當(dāng)于電源;2、要知道二極管的特征是只正向?qū)ā?br />
2.(2021春?新華區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,開關(guān)S處于閉合狀態(tài),小燈泡A和B均正常發(fā)光,小燈泡A的電阻大于線圈L的電阻。現(xiàn)斷開開關(guān)S,以下說法正確的是( ?。?br />
A.小燈泡A越來越暗,直到熄滅
B.小燈泡B越來越暗,直到熄滅
C.線圈L中的電流會(huì)立即消失
D.線圈L中的電流過一會(huì)兒再消失,且方向向右
【分析】電感總是阻礙自身電流的變化。線圈中的電流增大時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向跟原電流的方向相反,抑制增大;線圈中的電流減小時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向跟原電流的方向相同,抑制減小,并與燈泡A構(gòu)成電路回路。
【解答】解:ABC、小燈泡A的電阻大于線圈L的電阻,則電路中的電流穩(wěn)定后,流過線圈L的電流大于流過燈泡A的電流;S斷開后瞬間,由于線圈的電流減小,導(dǎo)致線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而阻礙電流的減小,此時(shí)線圈L與燈泡A組成自感回路,所以燈泡B立即熄滅;線圈L與燈泡A組成自感回路,S斷開后瞬間電流從流過線圈的電流的大小開始減小;由于電路中的電流穩(wěn)定時(shí)流過線圈L的電流大于流過燈泡A的電流,所以燈泡A將閃亮一下,然后逐漸熄滅,故ABC錯(cuò)誤;
D、線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而阻礙電流的減小,所以線圈內(nèi)電流的方向不變,方向仍然向右,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】線圈中電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);當(dāng)電流增大時(shí),線圈上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加;當(dāng)電流減小時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源,自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小。
3.(2021春?煙臺(tái)期中)如圖所示,L是自感系數(shù)很大的線圈,但其自身的電阻幾乎為零。通過兩定值電阻R1、R2的電流分別為I1、I2,開關(guān)S原先是閉合的,在S斷開后,通過R2的電流( ?。?br />
A.立即減為零
B.方向不變,由I2逐漸減為零
C.方向改變,由I1逐漸減為零
D.方向改變,由I2逐漸減為零
【分析】利用線圈對(duì)電流突變的阻礙作用:閉合瞬間相當(dāng)于斷路,穩(wěn)定后相當(dāng)于導(dǎo)線,斷開時(shí)相當(dāng)于電源;結(jié)合線圈在電路中的作用判斷電流變化.
【解答】解:當(dāng)電路中的電流穩(wěn)定后,在斷開開關(guān)S的瞬間,線圈L上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),線圈L與電阻R1和R2構(gòu)成閉合的自感回路,電流由原來L上的電流I1開始逐漸減小,電流的方向與電流I1的方向相同,此時(shí)流過R2的電流也是從I1開始減小,方向向左,與開始時(shí)方向相反,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】做好本題的關(guān)鍵:知道線圈對(duì)電流突變時(shí)的阻礙作用,特別是斷開時(shí)相當(dāng)于電源,L中原來電流的方向即為感應(yīng)電流的方向.
綜合練習(xí)
一.選擇題(共20小題)
1.(2021春?臺(tái)江區(qū)校級(jí)期中)某同學(xué)利用如圖所示電路研究自感現(xiàn)象。電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),電感線圈L的電阻不計(jì)。在t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,在t=t1時(shí)刻斷開S,發(fā)現(xiàn)燈泡L閃亮一下后逐漸熄滅。若取由A到B的電流方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t下列圖中表示通過燈泡D的電流隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【分析】電感對(duì)電流的變化起阻礙作用,閉合電鍵時(shí),電感阻礙電流增大,斷開電鍵,D、L和R構(gòu)成一回路,電感阻礙電流減小。
【解答】解:開關(guān)S閉合的瞬間,電壓立即加到燈泡上,所以燈泡立即亮;由于電源的內(nèi)電阻不計(jì),所以此后燈泡的亮度不變,流過燈泡的電流不變;
電路穩(wěn)定后,當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),由于電感L的自感作用,線圈相當(dāng)于電源,線圈L與電阻R、燈泡D構(gòu)成自感回路,流過燈泡D的電流立即與L電流相等,與燈泡原來的電流方向相反且逐漸減小;由于在t=t1時(shí)刻斷開S,發(fā)現(xiàn)燈泡L閃亮一下后逐漸熄滅,說明流過燈泡的電流開始反向時(shí)比原來流過燈泡的電流大,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握電感對(duì)電流的變化起阻礙作用,電流增大,阻礙其增大,電流減小,阻礙其減小。
2.(2021?河北模擬)“感受觸電”實(shí)驗(yàn)可以用如圖所示的電路完成。電路主要由幾位同學(xué)手拉手與一個(gè)帶鐵芯的多匝線圈并聯(lián)后接入電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池中。下列說法正確的是( ?。?br />
A.在閉合開關(guān)瞬間,連成一串的同學(xué)有觸電感覺
B.在斷開開關(guān)瞬間,連成一串的同學(xué)有觸電感覺
C.在開關(guān)閉合穩(wěn)定后,連成一串的同學(xué)有觸電感覺
D.由于電源電動(dòng)勢(shì)很小,任何情況下連成一串的同學(xué)都不會(huì)有觸電感覺
【分析】當(dāng)開關(guān)閉合后,多匝線圈與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5V的新干電池,所以電流很小。當(dāng)斷開時(shí),多匝線圈電流發(fā)生變化,導(dǎo)致線圈產(chǎn)生很強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì),從而使同學(xué)們有觸電的感覺。
【解答】解:A、當(dāng)開關(guān)閉合瞬間,多匝線圈與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5V的干電池,所以電流很小,同學(xué)沒有觸電感覺,故A錯(cuò)誤;
BD、當(dāng)斷開時(shí),多匝線圈的電流減小,產(chǎn)生電磁感應(yīng)從而產(chǎn)生很高的瞬間電壓,通過同學(xué)們身體,同學(xué)有觸電的感覺,此現(xiàn)象為自感現(xiàn)象,故B正確,D錯(cuò)誤;
C、當(dāng)開關(guān)閉合穩(wěn)定后,電路中的電流沒有變化,通過同學(xué)們身體的電流很小,沒有觸電感覺,故C錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】電路中的線圈在電流發(fā)生變化時(shí),產(chǎn)生很高的電壓,相當(dāng)于瞬間的電源作用。
3.(2020秋?羅湖區(qū)期末)如圖,線圈L的自感系數(shù)極大,直流電阻忽略不計(jì);D1、D2是兩個(gè)二極管,當(dāng)電流從“+”流向“﹣”時(shí)能通過,反之不通過;R0是保護(hù)電阻,則( )
A.閉合S之后,B燈慢慢變亮
B.閉合S之后,A燈亮且亮度不變
C.?dāng)嚅_S瞬時(shí),A燈閃一下再慢慢熄滅
D.?dāng)嚅_S瞬時(shí),B燈閃一下再慢慢熄滅
【分析】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律,以及二極管具有單向?qū)щ娦赃M(jìn)行分析。
【解答】解:AB、閉合開關(guān)的瞬間,由于二極管具有單向?qū)щ娦?,燈A立刻亮,無電流通過燈B,B燈不亮;由于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,則流過線圈L的電流逐漸增大,根據(jù)歐姆定律可知R0兩端的電壓增大,則燈泡A兩端的電壓減小,所以燈泡A逐漸變暗,故AB錯(cuò)誤;
CD、開關(guān)斷開時(shí),線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙流過線圈L的電流減小,線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)左側(cè)電勢(shì)高,右側(cè)電勢(shì)低,二極管具有單向?qū)щ娦?,電流不能流過燈A,所以燈A立即熄滅;但自感電流能流過燈B,所以B突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于線圈要抓住雙重特性:當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源;同時(shí)運(yùn)動(dòng)注意二極管的作用。
4.(2021春?瑤海區(qū)校級(jí)期中)在如圖所示的電路中,a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感系數(shù)較大而電阻不能忽略的線圈,E為電源,S為開關(guān)。下列關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的說法正確的是( ?。?br />
A.?dāng)嚅_開關(guān),a逐漸熄滅、b先變得更亮后再與a同時(shí)熄滅
B.?dāng)嚅_開關(guān),b立即熄滅、a逐漸熄滅
C.合上開關(guān),a先亮,b后亮;穩(wěn)定后a、b一樣亮
D.合上開關(guān),b先亮,a后亮;穩(wěn)定后b比a更亮一些
【分析】當(dāng)電鍵閉合時(shí),通過線圈L的電流實(shí)然增大,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和作用,分析哪個(gè)燈先亮.?dāng)嚅_瞬間也可以按照同樣的思路分析.
【解答】解:AB、當(dāng)開關(guān)斷開瞬間,兩燈泡串聯(lián),由線圈產(chǎn)生瞬間電壓提供電流,亮度相同,因L的電阻不能忽略,所以b不會(huì)先變得更亮,兩燈泡同時(shí)熄滅,故AB錯(cuò)誤;
CD、由于a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡,當(dāng)開關(guān)接通瞬間,b燈泡立刻發(fā)光,而a燈泡由于線圈的自感現(xiàn)象,導(dǎo)致燈泡漸漸變亮,由于兩燈泡并聯(lián),L的電阻不能忽略,所以穩(wěn)定后b比a更亮一些,故D正確,C錯(cuò)誤;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】線圈的自感系數(shù)越大,頻率越高時(shí),感抗越高.同時(shí)線圈有阻礙電流的變化,注意的是燈泡會(huì)更亮的原因是電流變大的緣故.
5.(2021春?東至縣校級(jí)期中)如圖所示燈LA,LB完全相同,帶鐵芯的線圈L的電阻可忽略。則( )
A.S閉合瞬間,LA,LB都不立即亮
B.S閉合瞬間,LA不亮,LB立即亮
C.S閉合的瞬間,LA,LB同時(shí)發(fā)光,接著LA變暗,LB更亮,最后LA熄滅
D.穩(wěn)定后再斷開S的瞬間,LB熄滅,LA比LB(原先亮度)更亮
【分析】線圈總是阻礙電流的變化。線圈中的電流增大時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向與原電流的方向相反,抑制增大;線圈中的電流減小時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相同,抑制減小,并與燈泡A構(gòu)成電路回路。
【解答】解:ABC、S閉合瞬間,電壓同時(shí)加在兩個(gè)燈上,所以L1、L2同時(shí)發(fā)光;線圈中電流緩慢增加,穩(wěn)定后電燈L1被短路,故L2燈更亮,L1熄滅,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D、穩(wěn)定后再斷開S的瞬間,B燈立即熄滅,但由于線圈的電流減小,導(dǎo)致線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而阻礙電流的減小,所以A燈亮一下再慢慢熄滅,但不會(huì)比L2穩(wěn)定時(shí)亮度更亮,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】線圈中電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);線圈電流增加,相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源接入電路,線圈左端是電源正極。當(dāng)電流減小時(shí),相當(dāng)于一個(gè)電源,線圈右端是電源正極。
6.(2021春?浙江月考)如圖所示,李輝用多用電表的歐姆擋測(cè)量一個(gè)變壓器線圈的電阻,以判斷它是否斷路,實(shí)驗(yàn)過程中李輝兩手分別握住紅黑表筆的金屬桿,劉偉為了使李輝操作方便,也用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測(cè)量;測(cè)量時(shí)表針擺過了一定角度,李輝由此確認(rèn)線圈沒有斷路;最后李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈脫離。在測(cè)量的整個(gè)過程中,他們二人中有人突然“哎喲”驚叫起來,覺得有電擊感。下列說法正確的是( ?。?br />
A.覺得有電擊感的人是劉偉,是因?yàn)樽儔浩鞒醮渭?jí)間的電磁感應(yīng)作用升高了電壓
B.發(fā)生電擊時(shí),多用電表的電流很大
C.發(fā)生電擊是在李輝用多用電表紅黑表筆的金屬桿分別接觸線圈裸露的兩端時(shí)
D.發(fā)生電擊的前后,流過劉偉的電流大小及方向都發(fā)生了變化
【分析】歐姆表的測(cè)量電阻時(shí),其電流值非常小,人即使直接接觸也不會(huì)有電擊感;而變壓器的線圈在電流變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),這個(gè)值比較大,人會(huì)有電擊感.由于劉偉雙手分別握住線圈裸露的兩端,故實(shí)際相當(dāng)于劉偉并聯(lián)到了變壓器上,由此可判定各個(gè)選項(xiàng).
【解答】解:A、當(dāng)李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈脫離時(shí),回路中的電流要立即減小到零,與多用電表歐姆擋的內(nèi)部電池相連的變壓器線圈會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì),使劉偉有觸電感,故原因不是變壓器初次級(jí)間的電磁感應(yīng)作用升高了電壓,故A錯(cuò)誤;
B、發(fā)生電擊時(shí),多用電表已經(jīng)與電路斷開,此時(shí)多用電表的電流為零,故B錯(cuò)誤;
C、發(fā)生電擊是在與劉偉組成閉合回路電擊發(fā)生在斷電時(shí);回路斷開時(shí)電流要立即減小到零,由于線圈的自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使劉偉有觸電感,故C錯(cuò)誤;
D、發(fā)生電擊的前后,由于線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙原電流的減小,故它產(chǎn)生的自感電流方向與原方向一致,這樣使得流過劉偉的電流方向與原來相反,流過劉偉的電流大小也明顯增大,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件,要知道歐姆表測(cè)電阻時(shí),電流是很小的;當(dāng)電流變化時(shí)線圈才會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì).
7.(2021?浙江模擬)如圖是漏電保護(hù)器的部分電路圖,由金屬環(huán)、線圈、控制器組成,其工作原理是控制器探測(cè)到線圈中有電流時(shí)會(huì)把入戶線斷開,即稱電路跳閘。下列有關(guān)漏電保護(hù)器的說法正確的是( )
A.當(dāng)接負(fù)載的電線中電流均勻變化時(shí),繞在鐵芯上的線圈中有穩(wěn)定的電流
B.當(dāng)接負(fù)載的電線短路或電流超過額定值時(shí),漏電保護(hù)器會(huì)發(fā)出信號(hào)使電路跳閘
C.只有當(dāng)接負(fù)載的電線漏電時(shí),繞在鐵芯上的線圈中才會(huì)有電流通過
D.當(dāng)接負(fù)載的電線中電流不穩(wěn)定時(shí),漏電保護(hù)器會(huì)發(fā)出信號(hào)使電路跳閘
【分析】根據(jù)漏電保護(hù)器的工作原理,只有漏電時(shí)才工作,是這道題的入手點(diǎn)。
【解答】解;C,因?yàn)橥ㄟ^金屬環(huán)的兩根導(dǎo)線電流方向相反,引起的磁通量為零,不管兩根導(dǎo)線的電流如何變化,兩根導(dǎo)線一起引起的磁通量為零,所以漏電保護(hù)器工作原理是當(dāng)零線和火線中的電流大小不同是就會(huì)自動(dòng)斷開電路,起到安全保護(hù)的作用,所以只有當(dāng)負(fù)載的電線漏電是,繞在鐵芯上的線圈中才會(huì)有電流通過,故C正確,ABC,錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】從漏電保護(hù)器的工作圖分析漏電的原理是什么,不要被選項(xiàng)左右。
8.(2020秋?上高縣校級(jí)期末)如圖所示,A、B是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡,L是自感系數(shù)較大的線圈,其直流電阻與燈泡電阻相等,按照?qǐng)D示連接好電路。則( )
A.開關(guān)S閉合,A燈先亮,最后兩者一樣亮
B.開關(guān)S閉合,B燈先亮,最后兩者一樣亮
C.開關(guān)S閉合一段時(shí)間后斷開,流過A的電流方向向左
D.開關(guān)S閉合一段時(shí)間后斷開,A燈先閃亮一下再逐漸熄滅
【分析】根據(jù)線圈在電流發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),電流增大時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大,電流減小時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電減小,相當(dāng)于電源,并結(jié)合歐姆定律分析。
【解答】解:AB、由于是兩個(gè)完全相同的燈泡,當(dāng)開關(guān)接通瞬間,A燈泡立刻發(fā)光,而B燈泡由于線圈的自感現(xiàn)象,導(dǎo)致燈泡漸漸變亮,由于兩燈泡并聯(lián),L的電阻不能忽略,所以穩(wěn)定后A比B更亮一些,故AB錯(cuò)誤;
CD、當(dāng)開關(guān)斷開瞬間,兩燈泡串聯(lián),由線圈產(chǎn)生瞬間電壓提供電流,導(dǎo)致兩燈泡同時(shí)熄滅,因電感線圈的直流電阻與燈泡電阻相等,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn),則在斷開前,A的電流大于B的電流,斷開時(shí),A燈不會(huì)閃亮一下才逐漸熄滅,且通過A中電流方向是從右向左,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感現(xiàn)象,是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行理解,體會(huì)線圈有阻礙電流的變化,注意線圈存在電阻,導(dǎo)致兩燈泡電流不相同,同時(shí)注意斷開時(shí),通過燈泡A的電流方向相反。
9.(2020秋?常州期末)如圖所示,L是電感足夠大的線圈,其直流電阻可忽略不計(jì),A和B是兩個(gè)參數(shù)相同的燈泡,若將開關(guān)S閉合,等燈泡亮度穩(wěn)定后,再斷開開關(guān)S,則( )
A.開關(guān)S閉合時(shí),燈泡A、B同時(shí)亮,最后一樣亮
B.開關(guān)S閉合后,燈泡A逐漸熄滅,燈泡B逐漸變亮,最后保持不變
C.開關(guān)S斷開瞬間,A、B都閃亮一下逐漸熄滅
D.開關(guān)S斷開瞬間,燈泡A左端電勢(shì)比右端高
【分析】電感在內(nèi)部電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí)會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)使電流緩慢增大,在接通瞬間看作是電阻極大;當(dāng)電流減小時(shí),會(huì)產(chǎn)生同向電動(dòng)勢(shì),使電流緩慢減小,相當(dāng)于電源。
【解答】解:AB、當(dāng)S閉合時(shí),電流增大,電感中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,對(duì)電流產(chǎn)生阻礙作用;電流從兩燈中流過,故兩燈同時(shí)亮,并且流過的電流相等,故兩燈的亮度相同;但電路穩(wěn)定后,燈泡A被短路而熄滅,B燈更亮,最后保持不變,故B正確,A錯(cuò)誤;
CD、S斷開時(shí),B中電流消失,故立即熄滅;而A中由于電感中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使A閃亮一下后逐漸熄滅,流經(jīng)A的電流從右向左,故燈泡A左端電勢(shì)比右端低,故CD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題要明確電感的自感現(xiàn)象,是由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象使其內(nèi)部電流產(chǎn)生的一個(gè)變化,應(yīng)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行理解。
10.(2020秋?通州區(qū)期末)在如圖所示的電路中,A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感線圈,E為電源,S為開關(guān)。關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序,下列說法正確的是( ?。?br />
A.合上開關(guān),B先亮,A后亮;斷開開關(guān),A、B同時(shí)熄滅
B.合上開關(guān),A先亮,B后亮;斷開開關(guān),A、B同時(shí)熄滅
C.合上開關(guān),B先亮,A后亮;斷開開關(guān),A先熄滅,B后熄滅
D.合上開關(guān),A、B同時(shí)亮;斷開開關(guān),B先熄滅,A后熄滅
【分析】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)楞次定律來分析兩燈亮暗順序。
【解答】解:由圖可以看出,A、B燈泡在兩個(gè)不同的支路中,對(duì)于純電阻電路,不發(fā)生電磁感應(yīng),通電后用電器立即開始正常工作,斷電后停止工作。但對(duì)于含電感線圈的電路,在通電時(shí),線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),對(duì)電流的增大有阻礙作用,使A燈后亮,所以合上開關(guān)瞬間,B先亮,A后亮;當(dāng)斷開電鍵時(shí),線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),由A、B及電感線圈組成一個(gè)自感回路,兩燈同時(shí)逐漸熄滅,故A正確,BCD錯(cuò)誤
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于線圈要抓住這個(gè)特性:當(dāng)電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,為回路提供瞬間的電流。
11.(2020秋?威海期末)傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合能在屏幕上顯示電流隨時(shí)間變化的圖像。如圖所示的電路中,L為電感線圈,為電流傳感器,在開關(guān)閉合后電路中電流隨時(shí)間變化的圖像正確的是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【分析】根據(jù)線圈對(duì)電流變化的影響,結(jié)合電流﹣時(shí)間圖象的特點(diǎn)分析判斷即可.
【解答】解:當(dāng)閉合開關(guān)時(shí),由于線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用,電流只能逐漸增大,而且隨時(shí)間的變化,線圈對(duì)電流的阻礙作用減小,最后電流達(dá)到最大值后保持不變,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電感線圈對(duì)電路中電流的阻礙作用,明確線圈的特點(diǎn),抓住電感線圈能產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化是解答的關(guān)鍵.
12.(2020秋?肇慶期末)如圖甲所示,A、B是兩個(gè)完全相同的小燈泡,閉合開關(guān)S1,A、B兩燈泡均能正常發(fā)光?,F(xiàn)將A、B小燈泡連接到如圖乙所示電路中,乙圖中電源與甲圖中電源完全相同,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈。電路各處連接良好,讓開關(guān)S2從斷開狀態(tài)突然閉合,下列說法正確的是( ?。?br />
A.閉合開關(guān)S2的瞬間,A燈泡立刻變亮,B燈泡仍不亮
B.閉合開關(guān)S2的瞬間,A、B燈泡立刻同時(shí)亮,然后B燈泡熄滅
C.閉合開關(guān)S2,電路穩(wěn)定后,A、B燈泡亮度相同
D.閉合開關(guān)S2,電路穩(wěn)定后,流經(jīng)燈泡B的電流由q到p
【分析】開關(guān)S2閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩燈的兩端,兩燈同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻小,隨后B燈逐漸變暗,而A燈變亮。
【解答】解:ABC、開關(guān)S2閉合的瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光。之后由于流過線圈的電流增大,則流過A燈的電流逐漸增大,A燈逐漸增大,L的電阻可以忽略,則B燈被短路而熄滅,故AC錯(cuò)誤,B正確;
D、閉合開關(guān)S2,電路穩(wěn)定后,沒有電流流經(jīng)燈泡B,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感線圈,當(dāng)電流變化時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線,將所并聯(lián)的電路短路。
13.(2020秋?河南期末)在如圖所示電路中,L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是自感系數(shù)足夠大的線圈,其直流電阻可忽略不計(jì)。先將電鍵S閉合,待電路穩(wěn)定后,再將S斷開,則下列說法正確的是( )
A.S閉合瞬間,流過L1、L2的電流近似相等
B.S閉合穩(wěn)定后,流過L1、L2的電流相等
C.S斷開后,L1、L2均立即熄滅
D.S斷開后,L1、L2均先閃亮一下再逐漸熄滅
【分析】電感總是阻礙電流的變化.線圈中的電流增大時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向跟原電流的方向相反,抑制增大;線圈中的電流減小時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向跟原電流的方向相同,抑制減小,并與燈泡L2構(gòu)成自感回路.
【解答】解:A、S閉合瞬間,由于自感線圈相當(dāng)于斷路,所以兩燈是串聯(lián),電流近似相等,故A正確;
B、閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),L2被短路,L1比開關(guān)S剛閉合時(shí)更亮,流過L1、L2的電流不相等,故B錯(cuò)誤;
CD、開關(guān)S閉合穩(wěn)定后再斷開,L1立即熄滅,但由于線圈的自感作用,L相當(dāng)于電源,與L2組成回路,L2要閃亮一下再逐漸熄滅,故CD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】線圈中電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);線圈電流增加,相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源接入電路,線圈上端是電源正極.當(dāng)電流減小時(shí),相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源,線圈下端是電源正極.
14.(2020秋?朝陽區(qū)期末)在如圖所示的電路中,燈泡A與一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L并聯(lián)。閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后通過燈泡A的電流為I1,通過線圈L的電流為I2。斷開開關(guān)S,此后通過燈泡A的電流記為i,規(guī)定通過燈泡的電流向右為正,四幅圖中能正確反映i隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【分析】迅速斷開開關(guān)S時(shí),燈泡中原來的電流突然消失,線圈中電流逐漸減小,且要與燈泡組成回路,由此判斷即可。
【解答】解:當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),則燈泡中的原來的電流I1立即消失,但是L由于自感要阻礙自身電流的減小,L中的電流由I2逐漸減小,由于L與燈泡組成回路,L中的電流要經(jīng)過燈泡,所以燈泡中的電流突然變?yōu)镮2且電流為反方向,然后逐漸減小到0,由于規(guī)定通過燈泡的電流向右為正,所以此時(shí)流過燈泡的電流方向?yàn)樨?fù),符合題意的為D選項(xiàng),故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題以i﹣t圖象為載體考查了斷電自感現(xiàn)象,自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律同樣適用。
15.(2021春?盱眙縣校級(jí)月考)如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈,下列說法正確的是( ?。?br />
A.閉合開關(guān)S時(shí),A、B燈同時(shí)亮,且達(dá)到正常亮度
B.閉合開關(guān)S時(shí),A燈比B燈先亮,最后一樣亮
C.?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí),A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅
D.?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí),B燈立即熄滅而A燈慢慢熄滅
【分析】開關(guān)S閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩支路的兩端,B燈立即發(fā)光.由于線圈的阻礙,A燈后發(fā)光,由于線圈的電阻可以忽略,燈B逐漸變亮.
斷開開關(guān)S的瞬間,線圈與兩燈一起構(gòu)成一個(gè)自感回路,由于線圈的自感作用,兩燈逐漸同時(shí)熄滅.
【解答】解:AB、開關(guān)S閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩支路的兩端,B燈立即發(fā)光。由于線圈的自感阻礙,A燈后發(fā)光;由于線圈的電阻可以忽略,燈A逐漸變亮,最后一樣亮,故AB錯(cuò)誤;
CD、斷開開關(guān)S的瞬間,線圈與兩燈一起構(gòu)成一個(gè)自感回路,通過線圈的電流要減小,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)電源,兩燈逐漸同時(shí)熄滅,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感線圈,當(dāng)電流變化時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線,將所并聯(lián)的電路短路.
16.(2020秋?倉山區(qū)校級(jí)期末)如圖所示的電路中,A和B是兩個(gè)完全相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻很小的電感線圈.當(dāng)S閉合與斷開的瞬時(shí),對(duì)A、B的發(fā)光情況判斷正確的是( ?。?br />
A.S閉合的瞬時(shí),A、B同時(shí)發(fā)光,且一樣亮
B.S閉合的瞬時(shí),B發(fā)光,A逐漸變亮
C.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開,A、B立即熄滅
D.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開,B閃亮一下再熄滅
【分析】閉合開關(guān)的瞬間,通過L的電流增大,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律分析電流的變化,判斷通過兩燈電流的關(guān)系.待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān),線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),分析通過兩燈的電流關(guān)系,判斷兩燈是否同時(shí)熄滅.
【解答】解:A、當(dāng)S閉合時(shí),電路產(chǎn)生通電自感,會(huì)使A燈逐漸變亮而B燈立即亮。故A錯(cuò)誤,B正確;
C、穩(wěn)定后AB電流相等,當(dāng)S斷開時(shí),會(huì)產(chǎn)生斷電自感,此時(shí)A、B會(huì)逐漸熄滅,由于電流將從原來的數(shù)值逐漸減小,所以B不會(huì)閃亮。故C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)通過線圈本身的電流變化時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象,這是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,可運(yùn)用楞次定律分析自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的影響.
17.(2020秋?青銅峽市校級(jí)期末)如圖中燈泡A1、A2完全相同,帶鐵芯的線圈L的電阻可忽略不計(jì),則( )
A.S閉合瞬間,A1、A2同時(shí)發(fā)光,接著A1變暗,A2變得更亮
B.S閉合瞬間,A1不亮A2立即亮
C.S閉合瞬間,A1、A2都不立即亮
D.穩(wěn)定后再斷開S瞬間,A1、A2同時(shí)熄滅
【分析】開關(guān)S閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩燈的兩端,兩燈同時(shí)發(fā)光.由于線圈的電阻可以忽略,燈A1逐漸被短路,隨后A1燈變暗,A2燈變亮.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,A2燈立即熄滅,A1燈突然閃亮一下再熄滅.
【解答】解:A、開關(guān)S閉合的瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A1、A2同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略,燈A1逐漸被短路,流過A1燈的電流逐漸減小,流過A2燈的電流逐漸增大,則A1燈變暗,A2燈變亮,故A正確,BC錯(cuò)誤;
D、斷開開關(guān)S的瞬間,A2燈的電流突然消失,立即熄滅,流過線圈的電流將要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)電源,自感電流流過A1燈,所以A1燈突然閃亮一下再熄滅,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感線圈,當(dāng)電流變化時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線,將所并聯(lián)的電路短路.
18.(2021春?魏都區(qū)校級(jí)月考)如圖所示的電路中,電鍵S閉合且電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),流過燈泡A和線圈L的電流分別為I1和I2.在電鍵S切斷的瞬間,為使小燈泡能比原來更亮一些,然后逐漸熄滅,則( ?。?br />
A.必須使I2>I1
B.與I1、I2大小無關(guān),但必須使線圈自感系數(shù)L足夠大
C.自感系數(shù)L越大,切斷時(shí)間越短,則I2也越大
D.不論自感系數(shù)L多大,電鍵S切斷瞬間I2都會(huì)先增大后減小
【分析】當(dāng)電流增大時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的減小
【解答】解:當(dāng)斷開電鍵,因?yàn)榫€圈阻礙作用,A這一支路電流立即消失,因?yàn)榫€圈阻礙電流的減小,所以通過A的電流不會(huì)立即消失,會(huì)從原來的大小慢慢減小,而且A和L構(gòu)成回路,通過A的電流也流過L,所以I1成反向,且為使小燈泡能比原來更亮一些,必須使I1<I2.選項(xiàng)BCD錯(cuò)誤,A正確
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握線圈對(duì)電流的變化有阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的減小
19.(2021?秦淮區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,電路中的A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈,C是電容很大的電容器。當(dāng)開關(guān)S斷開與閉合時(shí),A、B燈泡發(fā)光情況是( ?。?br />
A.S剛閉合后,A燈亮一下又逐漸變暗,B燈逐漸變亮
B.S剛閉合后,B燈亮一下又逐漸變暗,A燈逐漸變亮
C.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,A燈泡和B燈泡一樣亮
D.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開,B燈立即熄滅,A燈逐漸熄滅
【分析】電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),會(huì)阻礙其減小。電容器在電路中電流變化時(shí),也會(huì)發(fā)生充電和放電現(xiàn)象,此時(shí)可理解為有電流通過了電容器。
【解答】解:A、S剛閉合后,燈泡A與電感并聯(lián),由于電感阻礙電流的增大,所以A燈亮一下,然后逐漸熄滅,B燈與電容器并聯(lián),由于電容器充電,所以B燈逐漸變亮。故A正確,B錯(cuò)誤。
C、S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,C中無電流,相當(dāng)于斷路,L相當(dāng)于短路,所以B很亮,而A不亮。故C錯(cuò)誤,D也錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),會(huì)阻礙其減小。
20.(2021?江蘇模擬)如圖所示的電路中,A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈,其直流電阻與燈泡電阻相同.下列說法正確的是( )
A.閉合開關(guān)S,A燈逐漸變亮
B.電路接通穩(wěn)定后,流過B燈的電流時(shí)流過C燈電流的
C.電路接通穩(wěn)定后,斷開開關(guān)S,C燈立即熄滅
D.電路接通穩(wěn)定后,斷開開關(guān)S,A,B,C燈過一會(huì)兒才熄滅,且A燈亮度比B,C燈亮度高
【分析】當(dāng)電流增大時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的減?。鶕?jù)電感線圈的特性進(jìn)行分析.
【解答】解:電路中A燈與線圈并聯(lián)后與B燈串聯(lián),再與C燈并聯(lián)。
A、當(dāng)S閉合時(shí),三個(gè)燈同時(shí)立即發(fā)光,當(dāng)線圈的阻礙漸漸減弱,則A燈逐漸變暗,故A錯(cuò)誤。
B、電路接通穩(wěn)定后,A燈與線圈并聯(lián),再與B串聯(lián),最后與C并聯(lián),電壓相同,因直流電阻與燈泡電阻相同,則流過B燈的電流時(shí)流過C燈電流的,故B錯(cuò)誤;
C、電路接通穩(wěn)定后,斷開開關(guān)S,因線圈的自感電動(dòng)勢(shì),則C燈過一會(huì)兒熄滅。故C錯(cuò)誤。
D、電路接通穩(wěn)定后,S斷開時(shí),C燈中原來的電流立即減至零,由于線圈中電流要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的減小,線圈中電流不會(huì)立即消失,這個(gè)自感電流通過C燈,所以C燈過一會(huì)兒熄滅,因BC串聯(lián)后再與A并聯(lián),則A燈亮度比B,C燈亮度高。故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握線圈對(duì)電流的變化有阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的增大,當(dāng)電流減小時(shí),線圈會(huì)阻礙電流的減?。?dāng)電流不變時(shí),線圈將與之并聯(lián)的電路短路.
二.多選題(共10小題)
21.(2021春?龍巖期末)在如圖所示的電路中,A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈,則下列判斷正確的是( )
A.S剛閉合瞬間,A燈和B燈同時(shí)亮
B.S閉合后電路穩(wěn)定前,A燈逐漸變亮
C.S閉合電路穩(wěn)定后,A燈和B燈亮度相同
D.S閉合電路穩(wěn)定后,再斷開S時(shí),A燈要亮一下后熄滅
【分析】開關(guān)S閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩燈的兩端,兩燈同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略,燈A逐漸被短路,隨后A燈變暗,B燈變亮。斷開開關(guān)S的瞬間,B燈立即熄滅,A燈突然閃亮一下再熄滅。
【解答】解:A、開關(guān)S閉合的瞬間,線圈L處相當(dāng)于斷路,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光,故A正確;
B、開關(guān)S閉合的瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略,流過線圈的電流逐漸增大時(shí),燈A逐漸被短路,流過A燈的電流逐漸減小,A燈逐漸變暗,直至熄滅,而流過B的電流增大,所以B燈變亮,故B錯(cuò)誤;
C、結(jié)合B的分析可知,S閉合電路穩(wěn)定后,A熄滅,而B更亮,故C錯(cuò)誤;
D、斷開開關(guān)S的瞬間,線圈L與燈A組成自感回路,流過線圈的電流要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)電源,維持L中的電流逐漸減小,所以A燈突然閃亮一下再熄滅,而流過B燈的電流突然消失,B立即熄滅,故D正確。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感線圈,當(dāng)電流變化時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線,將所并聯(lián)的電路短路。
22.(2021?福田區(qū)校級(jí)模擬)如圖電路中,A、B為完全相同的兩個(gè)小燈泡,線圈L的自感系數(shù)很大,電阻可忽略不計(jì),變阻器R'調(diào)在適當(dāng)位置,試判斷如下說法哪些正確( ?。?br />
A.閉合S,A燈立即亮、B逐漸亮,最后A、B一樣亮
B.閉合S,電路穩(wěn)定后,A燈不亮,B燈亮
C.閉合S,電路穩(wěn)定后再斷開S,兩燈同樣變暗至熄滅
D.閉合S,電路穩(wěn)定后再斷開S,A燈立即熄滅,B燈閃亮
【分析】當(dāng)電鍵S閉合時(shí),通過線圈L的電流突然增大,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和作用,分析哪個(gè)燈先亮。
【解答】解:AB、當(dāng)電鍵S閉合時(shí),燈A立即發(fā)光;通過線圈L的電流增大時(shí),穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相反,阻礙電流的增大,支路的電流只能逐漸增大,B燈逐漸變亮起來;由于線圈直流電阻忽略不計(jì),當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時(shí),兩個(gè)支路的電流相等,則最后A、B一樣亮,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、待電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S瞬間,燈泡A、B串聯(lián)與線圈L組成自感回路,所以流過它們的電流大小相等,L內(nèi)的電流逐漸減小,方向不變,所以兩個(gè)燈泡中的電流逐漸減小,則兩燈同樣變暗至熄滅,B燈不能閃亮,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于自感現(xiàn)象,是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行理解。
23.(2021春?銅梁區(qū)校級(jí)月考)如圖所示電路中,L為電感線圈,電阻不計(jì),A、B為兩燈泡,則( )
A.合上S時(shí),A先亮,B后亮
B.合上S后,A變暗,B變亮
C.合上S時(shí),A、B同時(shí)亮
D.?dāng)嚅_S時(shí),A熄滅,B重新亮后在熄滅
【分析】根據(jù)線圈在電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),電流增大時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大,電流減小時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電減小,相當(dāng)于電源;并結(jié)合歐姆定律分析。
【解答】解:ABC、剛閉合S的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩燈上,電流通過兩燈,兩燈同時(shí)亮。隨著電流的逐漸穩(wěn)定,線圈將A燈短路,所以A燈很快熄滅,B燈變得更亮,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D、閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后,再將S斷開,A燈立即熄滅,而線圈與B燈組成閉合回路,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,B燈閃亮一下而后熄滅,故D錯(cuò)誤。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感線圈對(duì)電流發(fā)生變化時(shí)的阻礙作用,可以結(jié)合電路的特點(diǎn)分析,也可以結(jié)合楞次定律分析。
24.(2021春?臨沂期中)如圖所示電路,L是自感系數(shù)足夠大的線圈,它的電阻可忽略不計(jì),L1和L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,將開關(guān)閉合,待燈泡亮度穩(wěn)定后,再將開關(guān)S斷開,則下列說法正確的是( ?。?br />
A.S閉合瞬間,L2先亮,L1后亮,最后兩燈一樣亮
B.S閉合瞬間,兩燈同時(shí)亮,以后L1熄滅,L2變亮
C.S斷開時(shí),L2燈立即熄滅,L1亮一下再慢慢熄滅
D.S斷開時(shí),兩燈都立即熄滅
【分析】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律來分析。
【解答】解:AB、S閉合瞬間,線圈L對(duì)電流的增大有一定的阻礙作用,相對(duì)于兩個(gè)燈泡L1與L2串聯(lián),所以兩燈同時(shí)獲得電壓,同時(shí)發(fā)光,隨著線圈L電流的增加,逐漸將L1燈短路,L1燈熄滅,而外電阻減小,流過L2燈變亮,故B正確,A錯(cuò)誤;
CD、S斷開時(shí)線圈L與燈泡L1構(gòu)成自感回路,L2燈立即熄滅,線圈L中的電流開始減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,使L1亮一下再慢慢熄滅,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于線圈要抓住雙重特性:當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。
25.(2021春?仁壽縣校級(jí)月考)如圖所示,電路中A、B是規(guī)格相同的燈泡,L是自感系數(shù)足夠大的線圈,其直流電阻為燈泡的一半,則以下說法正確的是( ?。?br />
A.合上S,A、B一起亮,最后B燈比A燈更亮
B.合上S,B先亮,A逐漸變亮,最后A、B一樣亮
C.?dāng)嚅_S,B立即熄滅,A閃亮一下后熄滅
D.?dāng)嚅_S,B立即熄滅,A變暗后逐漸熄滅
【分析】線圈中的電流增大時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大;線圈中的電流減小時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向與原電流的方向相同,阻礙減小,并與燈泡A構(gòu)成電路回路。
【解答】解:AB、S閉合瞬間,線圈L對(duì)電流的增大有一定的阻礙作用,相對(duì)于兩個(gè)燈泡A與B串聯(lián),所以兩燈同時(shí)獲得電壓,同時(shí)發(fā)光;隨著線圈L電流的增加,相對(duì)于外電阻減小,流過A的電流減小,燈A變暗,流過B燈的電流增大,B燈變亮,最后流過B的電流為流過A的電流與流過線圈L的電流的和,所以最后B燈比A燈更亮,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、S斷開時(shí)線圈L與燈泡A構(gòu)成自感回路,B燈立即熄滅;由于圈L的直流電阻為燈泡的一半,所以電路中的電流穩(wěn)定時(shí)流過L的電流大于流過燈A的電流;線圈L中的電流開始減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,使A閃亮一下再慢慢熄滅,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】線圈中電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);線圈電流增加,線圈阻礙電流的增加;當(dāng)電流減小時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源,阻礙電流的減小。
26.(2021春?宿州期中)如圖所示的電路(a),(b)中,電阻R和自感線圈L的電阻值相同,接通K,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡S發(fā)光,則下列說法正確的是( ?。?br />
A.在電路(a)中,閉合K,S立即變亮
B.在電路(a)中,斷開K,S將漸漸變暗
C.在電路(b)中,閉合K,S將漸漸變亮
D.在電路(b)中,斷開K,S將先變得更亮,然后漸漸變暗
【分析】電感總是阻礙電流的變化.線圈中的電流增大時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相反,抑制增大;線圈中的電流減小時(shí),產(chǎn)生自感電流的方向更原電流的方向相同,抑制減小,并與燈泡1構(gòu)成電路回路。
【解答】解:AB、在電路(a)中,閉合K時(shí),由于L的阻礙作用,S慢慢變亮,故A錯(cuò)誤;
B、斷開K,由于線圈阻礙電流變小,導(dǎo)致S將逐漸變暗,故B錯(cuò)誤;
C、在電路(b)中,由于沒有電感的阻礙,閉合K,S將瞬間變亮,故C錯(cuò)誤;
D、在電路(b)中,由于電阻R和自感線圈L的電阻值相同,所以通過燈泡的電流比線圈的電流小,斷開K時(shí),由于線圈阻礙電流變小,導(dǎo)致S將變得更亮,然后逐漸變暗,故D正確。
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】線圈中電流變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);線圈電流增加,相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源接入電路,線圈左端是電源正極.當(dāng)電流減小時(shí),相當(dāng)于一個(gè)瞬間電源,線圈右端是電源正極。
27.(2020秋?西城區(qū)期末)如圖所示,L是自感系數(shù)很大的線圈,但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個(gè)相同的小燈泡。則( )
A.當(dāng)開關(guān)S突然閉合時(shí),A燈泡馬上亮,B燈泡逐漸亮
B.當(dāng)開關(guān)S突然閉合時(shí),A、B燈泡均馬上亮,之后B燈泡逐漸熄滅,A燈泡變得更亮
C.當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí),A燈泡逐漸熄滅,B燈泡閃亮之后再熄滅
D.當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí),A燈泡馬上熄滅,B燈泡閃亮之后再熄滅
【分析】閉合S瞬間,A、B同時(shí)亮,隨著L中電流增大,線圈L直流電阻可忽略不計(jì),分流作用增大,A逐漸被短路,總電阻減小,再由歐姆定律分析B燈亮度的變化。斷開S,B燈立即熄滅,線圈中電流,根據(jù)楞次定律判斷A燈亮度如何變化。
【解答】解:AB、剛閉合S時(shí),電源的電壓同時(shí)加到兩燈上,A、B同時(shí)亮,隨著L中電流增大,由于線圈L直流電阻可忽略不計(jì),分流作用增大,B逐漸被短路直到熄滅,外電路總電阻減小,總電流增大,A燈更亮,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S后,燈泡B與線圈L構(gòu)成閉合自感回路,燈泡B由暗變亮再逐漸熄滅,燈泡A立即熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于通電與斷電的自感現(xiàn)象,它們是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,可用楞次定律分析發(fā)生的現(xiàn)象。
28.(2020秋?洛陽期末)如圖所示,L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為零。電路中A和B是兩個(gè)相同的燈泡,A燈泡串接一個(gè)理想二極管D,則下列判斷正確的是( )
A.開關(guān)S閉合瞬間,A燈立即亮
B.開關(guān)S閉合瞬間,B燈泡立即亮
C.開關(guān)S斷開瞬間,A燈泡閃亮一下后熄滅
D.開關(guān)S斷開瞬間,a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)
【分析】依據(jù)自感線圈的特征:剛通電時(shí)線圈相當(dāng)于斷路,斷開電鍵時(shí)線圈相當(dāng)于電源;二極管的特征是正向?qū)?;并依?jù)電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極,從而即可一一求解。
【解答】解:AB、閉合瞬間線圈相當(dāng)于斷路,二極管為反向電壓,不會(huì)導(dǎo)通,因此沒有電流經(jīng)過兩燈泡,則A燈泡不亮,B燈泡也不亮,故AB錯(cuò)誤;
C、L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為0,燈A上沒有電流;開關(guān)S斷開瞬間B立刻熄滅,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙其電流減小,此時(shí)由于二極管只正向?qū)?,故自感線圈與A燈泡形成回路,A燈泡閃亮一下后熄滅,故C正確;
D、開關(guān)S斷開瞬間,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙其電流減小,因此感應(yīng)電流順時(shí)針從線圈到燈泡A,則a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì),故D正確。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】該題兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),1、要知道理想線圈的特征:剛通電時(shí)線圈相當(dāng)于斷路,斷開電鍵時(shí)線圈相當(dāng)于電源;2、要知道二極管的特征是只正向?qū)ā?br />
29.(2020春?荔灣區(qū)月考)如圖所示電路中,自感線圈L的電阻值很小,下列說法中正確的是( )
A.閉合開關(guān)S,燈泡D將逐漸變亮
B.閉合開關(guān)S,燈泡D將閃亮一下,然后逐漸變暗到一定程度再保持不變
C.閉合開關(guān)S至穩(wěn)定后,再斷開S,燈泡D將逐漸變暗
D.閉合開關(guān)S至穩(wěn)定后,再斷開S,燈泡D將先變得更亮,然后逐漸變暗
【分析】明確線圈自感的作用,知道閉合開關(guān)時(shí),由于自感燈泡中的電流將緩慢增大,燈逐漸變亮;當(dāng)燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)后迅速斷開開關(guān)S時(shí),線圈中電流逐漸減小。
【解答】解:AB、閉合開關(guān)時(shí),線圈和燈泡串聯(lián),由于線圈的自感作用,線圈中電流將逐漸增加,故燈泡將逐漸變亮的,由于電流不會(huì)突然增大,所以燈泡不會(huì)閃亮一下,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、閉合開關(guān)S至穩(wěn)定后,再斷開S時(shí),由于線圈對(duì)電流的阻礙作用,電流將逐漸變暗,故燈泡將逐漸變暗,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)自感現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),要注意明確通電時(shí)線圈阻礙電流的增大,而斷開電源時(shí),線圈阻礙電流的減小,本題注意燈泡是不會(huì)閃亮的。
30.(2020秋?南京期中)在如圖所示的電路中,A、B是相同的燈泡,L為自感系數(shù)足夠大、直流電阻不計(jì)的線圈。下列說法正確的有( ?。?br />
A.閉合S瞬間,A燈立即亮
B.閉合S瞬間,B燈逐漸變亮
C.閉合S待電路穩(wěn)定后,斷開S的瞬間,A燈立即熄滅
D.閉合S待電路穩(wěn)定后,斷開S的瞬間,B燈逐漸熄滅
【分析】開關(guān)閉合后瞬間,由于線圈自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙,電流逐漸增大,AB燈都逐漸變亮;開關(guān)由閉合到斷開瞬間,由于無法形成通過線圈的閉合回路,則AB燈都立即熄滅。
【解答】解:AB、開關(guān)閉合后瞬間,由于線圈自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙,電流逐漸增大,AB燈都逐漸變亮,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、開關(guān)由閉合到斷開瞬間,由于無法形成通過線圈的閉合回路,則AB燈都立即熄滅,故D錯(cuò)誤,C正確。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)自感現(xiàn)象的理解和分析能力,屬于基礎(chǔ)題,平時(shí)多加練習(xí)即可。
三.填空題(共4小題)
31.(2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考)線圈中電流變化越快,線圈中的自感系數(shù)越大?!??。▽?duì)的填A(yù),錯(cuò)的填B)
【分析】自感系數(shù)由線圈自身決定,與其它因素?zé)o關(guān).線圈越長(zhǎng)、單位長(zhǎng)度上匝數(shù)越多自感系數(shù)越大,有鐵芯比沒有鐵芯大得多.
【解答】解:線圈的自感系數(shù)與線圈的長(zhǎng)度、匝數(shù)以及是否有鐵芯等都有關(guān),與線圈中電流如何變化無關(guān),故該說法是錯(cuò)誤的。
故答案為:B
【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是掌握影響線圈的自感系數(shù)因素,知道自感系數(shù)只與線圈本身的特性有關(guān).
32.(2020秋?皇姑區(qū)校級(jí)月考)四個(gè)發(fā)光二極管如圖所示連接,已知電感線圈自感系數(shù)很大,但是自身電阻幾乎為0,則開關(guān)閉合后最先發(fā)光的是 ??;開關(guān)閉合一段時(shí)間后,再將開關(guān)斷開,則從開關(guān)閉合到斷開,一直沒發(fā)光的是 c?。ㄌ頰、b、c、d)。
【分析】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律,以及二極管具有單向?qū)щ娦赃M(jìn)行分析。
【解答】解:閉合開關(guān),二極管a、c為反向,不發(fā)光,電感線圈L對(duì)電流起阻礙作用,故b立即發(fā)光,d緩慢發(fā)光,故b最先發(fā)光;
電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),此時(shí)電感線圈阻礙電流減小,充當(dāng)電源,兩個(gè)大支路組成回路,電流逆時(shí)針流動(dòng),二極管a、d發(fā)光,b、c反向不發(fā)光,故c一直不發(fā)光;
故答案為:b c
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于線圈要抓住其特性:當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源;同時(shí)注意二極管的作用。
33.(2019秋?宿豫區(qū)校級(jí)月考)如圖甲,開關(guān)S接通時(shí),可以看到燈泡2 立即發(fā)光 ,而燈泡1 逐漸亮起來 。
如圖乙,線圈L的直流電阻比燈泡的電阻小,接通電路,燈泡正常發(fā)光后,迅速斷開開關(guān)S,可以看到燈泡 閃亮一下再逐漸熄滅 。
【分析】電感線圈在通電瞬間相當(dāng)于一個(gè)阻值由很大逐漸變小的電阻,在斷電瞬間相當(dāng)于一個(gè)電源。在電流穩(wěn)定時(shí)純電感線圈相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線,非純電感線圈相當(dāng)于一定值電阻。
【解答】解:如圖甲,開關(guān)S接通時(shí),電流逐漸變大,R2是普通電阻,燈泡2立刻發(fā)亮;電感器阻礙電流的變化,使電流增加變慢,燈泡1逐漸亮起來。
如圖乙,線圈L的直流電阻比燈泡的電阻小,接通電路,經(jīng)過電感器的電流大于經(jīng)過燈泡的電流,迅速斷開開關(guān)S后,電感器和電阻形成一個(gè)閉合回路,開始瞬間,電感器電流比通過燈泡的原來的電流大,所以會(huì)閃亮一下;然后,儲(chǔ)存在電感器的磁場(chǎng)能逐漸減小,電流也逐漸變小,所以可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。
故答案為:立即發(fā)光;逐漸亮起來;閃亮一下再逐漸熄滅。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感現(xiàn)象和自感系數(shù)。理解電感器在電路中的作用是解決本題的關(guān)鍵。
34.(2019秋?武邑縣校級(jí)月考)如圖所示,當(dāng)軟鐵棒沿螺線管軸線迅速插入螺線管時(shí),燈 變暗 (變亮、變暗、亮度不變);R上電流 向右?。ㄏ蛴摇⑾蜃螅?。
【分析】磁鐵迅速插入A線圈的過程中,出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而阻礙電流的變化;因磁通量的變化,根據(jù)楞次定律,即可求解通過電阻R的感應(yīng)電流的方向;由楞次定律的另一種表述:近則斥、離則吸,即可解答。
【解答】解:當(dāng)把軟鐵迅速插入M線圈的過程中,M中的磁通量增大,M線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)的電流的方向與原來電流方向相反,則導(dǎo)致電流在減小,電路中的燈變暗;
對(duì)于線圈N的磁通量在增大,因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)椋簭淖罅飨蛴摇?br />
故答案為:變暗 向右
【點(diǎn)評(píng)】考查線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的阻礙作用,理解楞次定律的應(yīng)用,注意楞次定律的總結(jié)性規(guī)律:近則斥、離則吸;增則縮,減則擴(kuò);增則反,減則同。
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