高二物理寒假作业同步练习题自感涡流和电磁阻尼电磁驱动含解析

这是一份高二物理寒假作业同步练习题自感涡流和电磁阻尼电磁驱动含解析，共5页。试卷主要包含了如图所示，灯A等内容，欢迎下载使用。

A.电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大
B.电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C.通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
【答案】：B
【解析】：电感一定时，电流变化越快，eq \f(ΔI,Δt)越大，由E＝Leq \f(ΔI,Δt)知，自感电动势越大，A错，B对；线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C错；当通过线圈的电流最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D错.
2、如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小)( )
A.A比B先亮，然后A灭B.B比A先亮，然后B逐渐变暗
C.A、B一起亮，然后A灭D.A、B一起亮，然后B灭
【答案】：B
【解析】：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，稳定后，流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确.
3、在如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源.在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下列图象中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
【答案】：C
【解析】：当闭合开关时，因为线圈与D1串联，所以流过D1的电流I1会慢慢增大，流过D2的电流I2为稳定值，且电路稳定时I24、在制作精密电阻时，为了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．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D．以上说法均不对
【答案】：C
【解析】：由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们产生的磁通量相互抵消．不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响．
5、（多选）如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则( )
A．S闭合的瞬间，A、B同时发光，接着A变暗，B更亮，最后A熄灭
B．S闭合瞬间，A不亮，B立即亮
C．S闭合瞬间，A、B都不立即亮
D．稳定后再断开S的瞬间，B熄灭，A闪亮一下再熄灭
【答案】：AD
【解析】：S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过A，所以A、B会同时亮．又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，线圈的电阻可忽略，对A起到“短路”作用，因此A最后熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，B会比以前更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与A组成回路，A要闪亮一下再熄灭，B立即熄灭．
6、如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同．由于存在自感现象，在开关S闭合和断开时，灯A和B先后亮暗的顺序是( )
A．闭合时，A先达到最亮；断开时，A后暗
B．闭合时，B先达到最亮；断开时，B后暗
C．闭合时，A先达到最亮；断开时，A先暗
D．闭合时，B先达到最亮；断开时，B先暗
【答案】：A
【解析】：开关S闭合时，由于自感作用，线圈L中自感电动势较大，电流几乎全部从A中通过，而该电流又同时分路通过B和R，所以A先达到最亮，经过一段时间稳定后A和B达到同样亮；开关S断开时，电源电流立即为零，B立即熄灭，由于L的自感作用，A要慢慢熄灭．综上所述A项正确．
7、弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现( )
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，磁铁的振动幅度不变
D．S闭合或断开，磁铁的振动幅度均发生变化
【答案】：A
【解析】：当S闭合后，线圈构成闭合回路，当条形磁铁竖直运动时，穿过线圈的磁通量发生变化，从而使线圈产生感应电流，由楞次定律可得，感应电流的磁场阻碍磁铁的运动，使振幅减小，不闭合线圈，不会产生感应电流，振幅不变，故A对，B、C、D错．
8、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的总热量是( )
A.mgbB.eq \f(1,2)mv2
C.mg(b－a)D.mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2
【答案】：D
【解析】：金属块在曲面上滑动的过程中，由初状态到末状态(金属块在磁场区域内往复运动)能量守恒.
初状态机械能E1＝mgb＋eq \f(1,2)mv2
末状态机械能E2＝mga
总热量Q＝E1－E2＝mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2.
9、（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法中正确的是( )
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
【答案】：AB
【解析】：当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，故选项A正确．
如图所示，圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，故选项B正确．在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为0，故选项C错误．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，故选项D错误．
10、如图所示,质量为m=100 g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8 m,有一质量为M=200 g的小磁铁(长度可忽略),以v0=10 m/s的水平速度射入并穿过铝环,落地点距铝环原位置的水平距离为s=3.6 m,则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动):
(1)铝环向哪边偏斜?
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v'=2 m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g取10 m/s2)
【答案】：(1)铝环向右偏斜 (2)1.7 J
【解析】：(1)由楞次定律可知,当小磁铁向右运动时,铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。
(2)设磁铁穿过铝环后的速度为v,落地时间为t。
则h=gt2
s=vt,解得v=9 m/s
由能量守恒可得,
E电=Mv2-mv'2=1.7 J。
11、如图所示，图甲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 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
【答案】：(1)2.0 Ω (2)电灯中的电流方向向左 (3)3.0 V
【解析】：(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A.
由欧姆定律得I0＝eq \f(U,RL＋R)，
解得RL＝eq \f(U,I0)－R＝2.0 Ω.
(2)断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向向左．
(3)由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得E＝I(RL＋R＋R1)＝0.3×(2.0＋2.0＋6.0) V＝
3.0 V.