1.关于自感电动势的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流越大,产生的自感电动势越大
B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越大
C.自感电动势的方向总与原电流的方向相反
D.当通过导体的电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同
答案 BD
2.某线圈通有如图8所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )
图8
A.第1 s末 B.第2 s末
C.第3 s末 D.第4 s末
答案 BD
解析 在自感现象中当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反.在0~1 s内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1 s~2 s内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即沿正方向;同理分析2 s~3 s、3 s~4 s内可得正确选项为B、D.
3.如图9所示是演示自感现象的实验电路图.下列说法中正确的是( )
图9
A.在断开开关S后的一段短暂时间里,A中仍有电流通过,方向为a→b?
B.在断开开关S后的一段短暂时间里,L中仍有电流通过,方向为a→b?
C.在断开开关S后,原存储在线圈 内的大部分磁场能将转化为电能
D.在断开开关S后,原存储在线圈内的大部分磁场能将转化为化学能
答案 BCb,在灯A中为b→b,在灯A中为b→a;断开开关后,灯泡要逐渐熄灭,电流减小,磁场 能转化为电能.
4.如图10所示,对于原来闭合的开关S突然断开的瞬间,会看到灯A更亮的闪一下再熄灭.设S闭合时,灯中电流为I灯,线圈L中电流为IL,断开瞬间灯A中电流为I灯′,线圈L中电 流为IL′,则( )
图10
A.I灯B.I灯=I灯′,IL≤IL′
C.I灯D.I灯>I灯′,IL≤IL′
答案 A
解析 本题的关键是要认清产生自感现象的根本原因,断开S的瞬间,因为IL的减小才产生自感电动势,自感电动势阻碍IL的减小, 因此流过线圈L的电流只能是减小而不能是增大,断开瞬间有IL≥IL′,这时L和灯A组成的闭合回路是串联的,在自感电动势的作用下使IL′流过灯A,故I灯′=IL′.虽然IL′是减小的,但在开始断开的一小段时间内还是比灯A原来的电流I灯大,则有I灯5.在如图11所示的电路中,两个相同的电流表,零刻点在刻度盘的中央.当电流从 “+”接线柱流入时,指针向右摆;当电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通且稳定时再断 开开关的瞬间,下列说法正确的是( )
图11
A.G1指针向右摆,G2指针向左摆
B.G1指针向左摆,G2指针向右摆
C.两指针都向右摆
D.两指针都向左摆
答案 D
解析 电路接通且稳定时,两支路均有自左到右的电流.当开关断开的瞬间,无自感线圈的支路则没有自感电流产生.有自感线圈的支路产生阻碍原电流变化的自感电流,且这一自感电流将通过能与它形成回路的各支路.此题中开关断开的瞬间,电路电流减小,故L将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化.且此时开关断开,L所在支路只能与R所在支路串联形成回路,则自感电流自右至左流经R所在支路.
6.如图12所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应( )
图12
A.先断开开关S1
B.先断开开关S2
C.先拆去电流表
D.先拆去电阻R[
答案 B
解析 b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.→b, 表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆 表或先拆去电阻R瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时 表加了一个反向电压,使指针反偏.由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏 表.而先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2.
7.如图13所示,A、B、C是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈.现将S闭合,下面说法正确的是( )
图13
A.B、C灯同时亮,A灯后亮
B.A、B、C灯同时亮,然后A灯逐渐变暗,最后熄灭
C.A灯一直不亮,只有B灯和C灯亮
D.A、B、C灯同时亮,并且亮暗没有变化
答案 B
8.如图14所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为 R,L是自感系数很大的线圈.当S1闭合, S2断开且电路稳定时,A,B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是( )
图14
A.B灯立即熄灭[
B.A灯将比原来更亮一下后再熄灭
C. 有电流通过B灯,方向为c→d?
D. 有电流通过A灯,方向为b→a
答案 AD[来源:学科网]
解析 S2断开而只闭合S1,稳定时,A,B两灯一样亮,可知线圈L的电阻也是R。在S1、S2都闭合时IA = IL,故当S2闭合S1突然断开时,流过A灯的电流只是方向变为b→a,但其大小不突然增大,A灯不出现更亮一下再熄灭的现象,故D项正确,B项错误;由于固定电阻R几乎没有自感作用,故断开S1时,B灯电流迅速变为零,而立即熄灭,故A项正确C项错误。综上所述分析可知,本题正确答案为A、D。
9.在如图15所示的电路中,三个相同的 灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( )
图15
A.a先变亮, 然后逐渐变暗
B.b先变亮,然后逐渐变暗
C.c先变亮,然后逐渐变暗
D.b、c都逐渐变暗[来
答案 AD
解析 S断开前,灯泡a、b、c中的电流相同,均为I.L1中的电流I1=2I,L 2中的电流I2=I.当S断开后,电源被撤除,剩下灯泡与线圈形成新的闭合回路.灯泡b、c中的电流由I逐渐减小,两灯逐渐变暗.灯泡a里的电流先由I增至2I,然后逐渐减小,所以灯泡a先变亮后变暗.A、D两项正确.
10.A和L是日光灯的灯管和镇流器,如果按图16所示的电路连接,下列关于日光灯发光情况的叙述中,正确的是( )[来源:学科网ZXXK]
图16
A.只把S1接通,S2、S3不接通,日光灯就能正常发光
B.把S1和S2接通后,S3不接通,日光灯就能正常发光
C.S3不接通,接通S1和S2后再断开S2,日光灯就能正常发光
D.当日光灯正常发光后,再接通S3,日光灯仍能正常发光
答案 C
解析 A选项:只接通S1,灯管两端不能产生瞬时高压,日光灯不能点燃,A错误;
B选项:S1和S2接通,S2不断开,日光灯被短路,电压为零,镇流器也不能产生断电自感电动势,日光灯不能点燃,B项错误;
C选项:S1和S2接通,再断开S2,镇流器产 生自感电动势,与外加电压一起形成瞬时高压,使日光灯点燃而正常发光 ,C正确;
D选项:日光灯正常发光后,再接通S3,镇流器被短接,不再起限流和降压作用,加在灯管两端的电压将达到220 V,灯管将会烧坏,D错误.
11.如图17所示的电路中,已知E=20 V,R1=20 Ω,R2=10 Ω,L是纯电感线圈,电源内阻不计,则S闭合,电路稳定后断开S的瞬间,L两端的电压是多少?哪端电势高?
图17
答案 60 V b端的电势高于a端
解析 当S闭合,电路稳定时,流过L的电流I=E/R2=2 A,此时a端电势高于b端.断开S的瞬间,R2和R1与L串联,线圈L中电流减小,开始瞬间,L中电流为I,所以L两端电压为I(R1+R2)=60 V,此时线圈L中的磁场能转化为电能释放出来,线圈L相当于电源,R1与R2相当于外电路,所以b端电势高于a端.
12.如图18所示,设电源的电动势为E=10 V,内阻不计,L与R的电阻均为5 Ω,两灯泡的电阻为RS=10 Ω.
图18
(1)求断开S的瞬间,灯泡L1两端的电压;
(2)画出断开S前后一段时间内流过L1电流随时间的变化规律.
答案 (1)10 V (2)见解析
解析 (1)电路稳定工作时,由于a、b两点的电势相等,导线ab上无电流流过.因此通过L的电流为
IL=E2R=1010 A=1 A
流过L1的电流为IS=E2RS=1020 A=0.5 A
断开S的瞬间,由于线圈要想维持IL不变,而与L1组成闭合回路,因此通过L1的最大电流为1 A.所以此时L1两端的电压为U=IL?RS=10 V(正常工作时为5 V).
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