高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.6 涡流现象与电磁炉课后测评

【基础】第6节涡流现象与电磁炉-1优质练习

一．填空题

1．磁场的能量

（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。

（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。

（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。

2．如图所示是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，起初，开关处于闭合状态，电路是接通的，现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a．b两点电势相比，_______（填“＞”或“＜”)。

3．在如图所示的日光灯工作原理电路图中：

（1）开关闭合前，启动器的静触片和动触片是____________(填“接通的”或“断开的”)；

（2）开关刚闭合时，220 V电压加在____________上，使__________发出辉光；

（3）日光灯启动瞬间，灯管两端电压__________220 V(填“大于”．“等于”或“小于”)；

（4）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)，镇流器起着__________作用，保证日光灯正常工作。

4．如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数________于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数________于A2的示数，（填“大”．“小”．“等）”。

5．如图所示，线圈的直流电阻为10Ω，R=20Ω，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6V，内阻不计。则在闭合S瞬间，通过L的电流为______A，通过R的电流为______A；S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间，通过R的电流为______A。

6．如图所示的电路中，当开关S闭合时，小灯泡A1　   　（填“逐渐”或“立刻”）亮；然后当开关断开时，小灯泡中的电流方向是　    　（选填“向左”或“向右”）．

7．如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从______端到端______。（填a端或b端）

8．李辉同学想用如所示电路测量某电感线圈的直流电阻（估计约2Ω），电源电压．电流表电压表量程都合适，电压表内阻远大于2Ω，电流表外接没问题，滑动变阻器阻值也合适。但在进行测量之前，同组的刘伟同学对电路分析后认为测量完成后直接断开开关会有问题，请你也帮李辉分析一下问题所在并给出改进方案。

存问题：___________

改进方案：___________

9．在学习了自感的知识以后，高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究：直流电阻可以不计线圈L，规格相同的灯泡和，规格为3V．20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图，滑动变阻器的滑片移到移到中间。

当开关S闭合时，他们可以观察到的实验现象是：______（填选项前的字母）；

A．灯比先亮起来，最终比亮

B．比灯先亮起来，最终比亮

C．两灯同时亮

当S断开时，他们观察到的实验现象是______（填选项前的字母）。

A．两灯立即同时熄灭

B．先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭

C．先熄灭，A1慢慢熄灭

10．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。

A． B． C． D．

11．有一个称为“千人震”的趣味物理小实验如图1，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线．开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池．镇流器．开关用导线将它们首．尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是　                　；人有触电感觉时开关是通，还是断的瞬间　           　，因为　                             　．

12．如图所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池．几根导线．开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池．镇流器．开关用导线连接起来，并将它们和首．尾两位同学两只空着的手相连，在开关____________（填“闭合”或“断开”）时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是_____________________。

13．某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，观察到的现象为_______，开关S断开时，观察到的现象为_______。

A．灯泡L1比灯泡L2先达到最亮

B．灯泡L2比灯泡L1先达到最亮

C．灯泡L1比灯泡L2先暗

D．灯泡L2比灯泡L1先暗

14．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动。如图甲，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是__________（选填“乙”或“丙”）,此现象属于__________(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）。

15．如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成．

（1）示意图中，a端就是电源正极；

（2）光控继电器的原理是:当光照射光电管时，__________________________________

___________________________________________________________________．

16．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

（1）图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流___________（填“大于”．“小于”或“等于”）中电流。

（2）图2中，变阻器接入电路的阻值___________（填“大于”．“小于”或“等于”）的电阻值。

（3）图2中，闭合S2瞬间，中电流___________（填“大于”．“小于”或“等于”）变阻器中电流。断开S2瞬间，灯A2___________（填“会”或“不会”）闪亮。

17．交流电源供电的线路如图所示，闭合开关S，当交变电流的频率升高时，线圈的感抗　    　，通过灯泡的电流　    　．（填“变大”．“变小”或“不变”）

18．将金属热电阻．数字电流表．电源按图连接；将烧杯装入的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当金属热电阻未放入热水中时，电流表示数为I1，将金属热电阻放入温水中，电流表示数为I2．将金属热电阻放在热水中，电流表示数为I3，则I1．I2．I3的大小关系是　        　．

参考答案与试题解析

1．【答案】     磁场     磁场     磁场     电流变化

【解析】

（1）[1][2]线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。

（2）[3]线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。

（3）[4]自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。

2．【答案】＜

【解析】【来源】重庆市凤鸣山中学2019-2020学年高二（下）6月物理试题

【分析】

【详解】

[1]．在S断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a，即φa＜φb．

3．【答案】     断开的     启辉器     日光     大于     断开     限流降压

【解析】

镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少．辉光放电无法进行，不工作），U形片冷却收缩，两个触片分离，灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离．在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光

（1）[1] 开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是断开的；

（2）[2][3] 开关刚合上时，220V电压加在启辉器；使日光发光；

（3）[4] 日光灯启动瞬间，灯管两端的电压高于220V；

（4）[5] 日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片断开的；

[6] 镇流器起着限流降压作用，保证日光灯正常工作。

4．【答案】    (1). 大    (2). 等

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]开关S闭合瞬间，由于自感线圈L阻碍电流的增加，则A1的示数大于A2的示数；S断开的瞬间，原来通过A1的电流立即消失，在L支路，由于L产生的自感电动势阻碍电流的减小，则通过L的电流要在L-A2-A1 –R中形成新的回路，则通过A1的示数等于A2的示数。

5．【答案】0    0.3    0.6   

【解析】【来源】四川省内江市第六中学2019-2020学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]．在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间通过L的电流为零；
[2]．电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳定电流为

[3]．电路中的电流稳定时，流过L的电流

在开关断开的瞬间，由电源提供给电阻R的电流瞬间消失，由于线圈L的自感作用，其电流不能马上消失，从稳定的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反，开关断开瞬间电流为0.6A。

6．【答案】立刻，向右

【解析】【考点】自感现象和自感系数．

【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合．

【分析】开关闭合后瞬间，A灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，B灯逐渐变亮．正常工作后，A灯．B灯一样亮．开关由闭合到断开瞬间，由于两灯原来电流相等，A．B两灯不会闪亮一下熄灭．根据楞次定律分析流过A灯的电流方向．

【解答】解：开关闭合后瞬间，线圈自感电动势对灯A1没有阻碍作用，灯A1立刻亮．

开关由闭合到断开瞬间，A1灯原来的电流立即减为零，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，使线圈中电流只能逐渐减小．根据楞次定律可知，开关由闭合到断开瞬间，流过线圈的电流方向是电流自右向左，则通过A灯的电流自左向右．

故答案为：立刻，向右

【点评】本题考查对自感现象的理解和分析能力，可以用楞次定律和法拉第电磁感应定律判断．理解．

7．【答案】a    b   

【解析】【来源】新疆生产建设兵团第四师第一中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

在S断开前，自感线圈L中有向左的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向左的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由a到b。

8．【答案】    ①. 见解析    ②. 见解析

【解析】

【分析】

【详解】[1]若先断开开关，由于线圈的自感作用，线圈与电压表组成回路，原先线圈中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电压表损坏。

[2]在断开关前，先拆去电压表，或者把滑动变阻器的阻值调到最大，让通过线圈的电流变小。

9．【答案】    (1). A    (2). B

【解析】

【分析】

【详解】[1]合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后由于线圈L的电阻不计，则最终流过A1的电流比较大，A1比较亮；所以A2比A1先亮起来，最终A1比A2亮，故选A；
[2]断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2；由于流过A1的电流比较大，所以A2先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭，故选B．

10．【答案】     A     C     B     D

【解析】

[1] [2] 线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关闭合时，通过两者的电流相等，开关S断开前后，由于线圈的自感，通过灯泡的电流大小相同方向相反，之后电流逐渐减小到0，故通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的C。

通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图A。

[3] [4] 若远小于，则开关闭合时，通过线圈的电流远大于通过灯泡的电流，开关S断开后瞬间，由于线圈的自感，通过灯泡的电流跟原方向相反，大小与线圈原电流大小相同，即通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的D。

通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图B。

11．【答案】（1）镇流器的自感现象；断开瞬间；只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉．

【解析】【考点】自感现象和自感系数

【分析】只有当闭合电路断开时，导致电路中的电流变化，镇流器出现自感现象，产生瞬间高压，给同学们都有触电感觉．

【解答】解：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．

故答案为：（1）镇流器的自感现象；断开瞬间；只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉．

【点评】镇流器中的线圈在电流发生变化时，产生很高的电压，相当于瞬间的电源作用．

12．【答案】  断开，   镇流器的自感现象

【解析】当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小。当断开时，镇流器电流发生变化，由于镇流器的自感现象，产生很高的瞬间电压，通过同学们身体时有触电的感觉。

13．【答案】     A     D

【解析】 [1]电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡L1的电流较大，故灯泡L1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，因L阻值与R相同，则两个灯泡一样亮，故选A；

[2]电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡L1构成闭合回路放电，故断开时灯泡L2比灯泡L1先暗，故选D；

14．【答案】  丙  电磁阻尼

【解析】当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，而图乙只能上下振动时，才有磁通量变化，左右振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼.

15．【答案】（1）正

（2）阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M

【解析】考点:自感现象和自感系数．

分析:光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化．

解答:解:电路中要产生电流，则a端接电源的正极，阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M．

故答案为:（1）正

（2）阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M

点评:解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光电子的最大初动能与什么因素有关．

16．【答案】     小于     等于     小于     不会

【解析】

(1)[1]图1中，闭合S1，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，说明电路稳定后，A1中电流小于中电流；

(2)[2]闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度，说明稳定后两支路电流相等，则变阻器接入电路的阻值等于的电阻值；

(3)[3]图2中，闭合S2瞬间，发生自感，所以中电流小于变阻器中电流；

[4]由于闭合开关S2后，A2与A3的亮度最终相同，即电流相同，所以断开S2瞬间， ．灯A2．A3．变阻器组成的新的闭合电路中，灯A2不会闪亮。

17．【答案】变大，变小

【解析】【考点】自感现象和自感系数

【分析】电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，线圈的自感系数是由线圈本身决定的，由此即可求解．

【解答】解：接入交流电后，因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，故当交流电频率升高时，电感线圈L的阻碍作用增大，即感抗变大，那么灯泡中的电流将变小，则灯泡亮度变小．

故答案为：变大，变小．

【点评】该题考查线圈的自感系数与感抗，记住电感线圈是通低频阻高频，属于基础题型．

18．【答案】I1＞I2＞I3．

【解析】【考点】闭合电路的欧姆定律

【分析】金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，根据闭合电路欧姆定律即可求解．

【解答】解：金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，可知电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知电流减小，所以有：I1＞I2＞I3．

故答案为：I1＞I2＞I3．

【点评】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，知道金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，难度不大，属于基础题．