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2019-2020年高中物理4.6互感和自感課下作業含解析新人教版選修

'2019-2020年高中物理4.6互感和自感課下作業含解析新人教版選修'
?2019-2020年高中物理4.6互感和自感課下作業含解析新人教版選修1.在空間某處存在一變化的磁場,則下列說法中正確的是(  )A.在磁場中放一閉合線圈,線圈中一定會產生感應電流B.在磁場中放一閉合線圈,線圈中不一定產生感應電流C.磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場周圍一定不會產生電場D.磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場周圍一定會產生電場解析:由感應電流產生的條件可知,只有穿過閉合線圈的磁通量發生改變,線圈內才能產生感應電流,如果閉合線圈平面與磁場方向平行,則線圈中無感應電流產生,故A錯誤,B正確;由麥克斯韋電磁場理論可知,感生電場的產生與變化的磁場周圍有無閉合線圈無關,故C錯誤,D正確。答案:BD2.某線圈通有如圖1所示的電流,則線圈中自感電動勢改變方向的時刻有(  )A.第1 s末     B.第2 s末C.第3 s末 D.第4 s末 圖1解析:在自感現象中當原電流減小時,自感電動勢與原電流的方向相同,當原電流增加時,自感電動勢與原電流方向相反。在圖像中0~1 s時間內原電流正方向減小,所以自感電動勢的方向是正方向,在1~2 s時間內原電流為負方向且增加,所以自感電動勢與其負方向相反,即沿正方向;同理分析2~3 s、3~4 s時間內可得正確答案為B、D。答案:BD3.在如圖2所示的電路中,L為電阻很小的線圈,G1和G2為零刻度在表盤中央的兩相同的電流表。當開關S閉合時,電流表G1、G2的指針都偏向右方,那么當斷開開關S時,將出現的現象是(  )A.G1和G2指針都立即回到零點B.G1指針立即回到零點,而G2指針緩慢地回到零點 圖2C.G1指針緩慢地回到零點,而G2指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點D.G2指針緩慢地回到零點,而G1指針先立即偏向左方,然后緩慢地回到零點解析:根據題意,電流方向自右向左時,電流表指針向右偏。那么,電流方向自左向右時,電流表指針應向左偏。當開關S斷開的瞬間,G1中原電流立即消失,而對于G2所在支路,由于線圈L的自感作用,阻礙電流不能立即消失,自感電流沿L、G2、G1的方向在由它們組成的閉合回路中繼續維持一段時間,即G2中的電流按原方向自右向左逐漸減為零,此時G1中的電流和原電流方向相反,變為自左向右,且與G2中的電流同時緩慢減為零,故選項D正確。答案:D4.如圖3是用于觀察自感現象的電路圖。若線圈的直流電阻RL與燈泡的電阻R滿足RL<R,則在開關S由閉合到斷開的瞬間,可以觀察到(  )A.燈泡立即熄滅 圖3B.燈泡逐漸熄滅C.燈泡有明顯的閃亮現象D.只有在RL?R時,才會看到燈泡有明顯的閃亮現象解析:S閉合,電路穩定時,由于RL<R,IL>IR,S斷開瞬時,流過線圈的電流IL要減小,在L上產生自感電動勢要阻礙電流的減小,通過燈泡原來的電流IR隨著開關斷開變為零,而燈泡與線圈形成閉合回路,流過線圈的電流IL通過燈泡,由于IL>IR,因此燈開始有些明顯閃亮,C正確,A、B錯。若RL?R時IL?IR,不會有明顯的閃亮現象,D錯。答案:C5.在如圖4所示的電路中,兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S后,調整R,使L1和L2發光的亮度一樣,此時流過兩個燈泡的電流均為I。然后,-省略部分-大的自感電動勢,阻礙電流的增大, 線圈中此時的電流幾乎為零,而燈泡中有電流通過,隨時間的推移,線圈對電流的阻礙作用減弱,線圈中的電流不斷增大,流過電源的電流也在增大,路端電壓不斷減小,故通過燈泡的電流不斷減??;當穩定時,由于RL<R,故線圈中的電流大于燈泡中的電流;當S斷開后,線圈相當于電源對燈泡供電,回路中的電流將在穩定時通過線圈電流的基礎上不斷減小, 通過燈泡中的電流方向與S斷開前方向相反,D正確。答案:D8.在如圖9所示的電路中,自感線圈的電阻值為0,開關S1原來是閉合的,電路已達到穩定。則下列操作與對應的描述正確的是(  )A.閉合S2時,流經電阻R2的電流方向為a→bB.斷開S1時,流經電阻R2的電流方向為a→bC.先閉合S2,待電路穩定后,再斷開S2時,有電流流過R2 圖9D.電路穩定時,流經R2的電流方向為a→b解析:由于自感線圈的電阻值為0,電路穩定時線圈兩端電壓為0,即與之并聯的電阻R2兩端電壓為0,流經R2的電流為0,D錯;閉合S2時,回路總電阻減小,電流增大,由于L的自感,使a端電勢高于b端,流經電阻R2的電流方向為a→b,A正確;而斷開S1時,b端電勢高于a端,流經電阻R2的電流方向為b→a,B錯;先閉合S2,待電路穩定后,再斷開S2時,回路總電阻增大,電流減小,線圈產生自感電動勢,R2兩端電壓不為0(b高a低),有電流流過R2,C正確。 答案:AC9.如圖10所示是一種觸電保護器,變壓器A處用雙股相線(火線)和零線平行繞制成線圈,然后接到用電器上,B處有一個輸出線圈,一旦有電流,經放大后便能立即推動繼電器J切斷電源,下列情況下能起保護作用的是哪一種?說明理由。圖10(1)增加開燈的盞數,能否切斷電源?(2)雙手分別接觸相線和零線,能否切斷電源?(3)單手接觸相線,腳與地相接觸而觸電,能否切斷電源?解析:(1)不能。因A處線圈是采用的雙線繞法,增加開燈的盞數只會使電路中電流增大,但A中兩線中電流始終大小相等方向相反,磁通量相互抵消,B中磁通量不發生改變,故不能推動J切斷電源。(2)不能。理由同(1)。(3)能。因為有電流通過人體而流入地下,使A中兩導線中電流不再大小相等,B中磁通量發生改變,B中產生感應電流,從而推動J切斷電源。答案:見解析10.如圖11所示,圖甲為某同學研究自感現象的實驗電路圖,用電流傳感器顯示各時刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0 Ω,定值電阻R=2.0 Ω,A、B間的電壓U=6.0 V。開關S原來閉合,電路處于穩定狀態,在t1=1.0×10-3 s時刻斷開開關S,該時刻前后電流傳感器顯示的電流I隨時間t變化的圖線如圖乙所示。圖11(1)求出線圈L的電阻RL;(2)在圖甲中,斷開開關后通過電燈的電流方向如何?(3)在t2=1.6×10-3 s時刻線圈L中的感應電動勢的大小是多少?解析:(1)由題圖可知,開關S閉合電路穩定時流過線圈L的電流I0=1.5 A由歐姆定律得I0=解得RL=-R=2.0 Ω(2)斷開開關后,線圈L、電阻R和電燈構成一閉合回路,由自感規律可知,電燈中的電流方向向左。(3)由題圖可知,t2=1.6×10-3 s時刻線圈L中的電流I=0.3 A,此時線圈L相當于電源,由閉合電路歐姆定律得E=I(RL+R+R1)=0.3×(2.0+2.0+6.0) V=3.0 V。答案:(1)2.0 Ω (2)電燈中的電流方向向左 (3)3.0 V
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