高中物理2.6 涡流现象与电磁炉课时作业

【优编】第6节涡流现象与电磁炉-1课堂练习

一．填空题

1．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A．B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度   （填“大 于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度   （填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间， B灯   （填“立即”或“逐渐”）熄灭．

2．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，再将电键K断开，则观察到的现象是：K闭合瞬间，______________________________，______________________________。

3．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S闭合的瞬间，观察到的现象是_____(填“A．B同时发光”“A先亮”“B先亮”），稳定后再断开S的瞬间，A_____，B____(填“立即熄灭”“闪亮一下再熄灭”“逐渐熄灭”）

4．自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的___________不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈___________激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作___________。

5．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”）

6．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”）。

7．演示自感现象的实验电路图如图所示．L是自感线圈，A1．A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻阻值相同．当开关S由断开到合上时，观察到的自感现象是____________，最后达到同样亮．

8．如图所示的电路，当开关闭合时，小灯泡将　  　（选填“逐渐”或“立刻”）变亮．当开关断开时，小灯泡将　  　（选填“逐渐”或“立刻”）熄灭．

9．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图1接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图2将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A．电池．滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图1中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图2中：（填“向左”或“向右”或“不”）

（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将____________偏转。

（2）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针______________偏转。

（3）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针__________________偏转。

10．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　        　．

11．如图所示电路，当在a．b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a．b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光．则A．B分别为　电    　和　    　．

12．如图所示，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是　   　，通过灯泡的电流方向是　   　，当电键K断开瞬间，通过线圈的电流方向是　    　，通过灯泡的电流方向是　  　．

13．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。

14．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，__________________________________

___________________________________________________________________．

15．如图是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表（电压表的内阻RV很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时．若先断开S1时，则_______ （填电压表或电流表）能损坏．

16．自感系数

（1）自感电动势：，其中是___________；L是___________，简称自感或电感。单位：___________，符号：___________。

（2）自感系数与线圈的___________．___________．___________，以及是否有___________等因素有关。

17．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻较小，A和B是两个相同的小灯泡．闭合开关S待电路稳定后，再把开关S断开的过程中，A灯泡的亮度变化情况是_____________（填“变亮”．“ 立即熄灭”．“ 闪亮后熄灭”）；B灯泡的亮度变化情况是__________________（填“不变”．“ 立即熄灭”．“ 闪亮后熄灭”）

18．如图所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源。当闭合S瞬间，通过灯泡的电流方向是________；（填A→B或B→A）当断开S瞬间，通过灯泡的电流方向是_____。（填A→B或B→A）

参考答案与试题解析

1．【答案】（1）大于；（2）等于；（3）立即

【解析】闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流大，所以灯A的亮度大于灯B的亮度；当通电一段时间后，电路的电流稳定，通过两灯的电流相同，所以两灯亮度相同；断电瞬间，通过L的电流减小，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流消失的慢，即而判断 灯A逐渐熄灭，灯B立即熄灭

2．【答案】    ①. 立刻亮而后熄灭    ②. 立刻亮而后更亮

【解析】

【分析】

【详解】[1][2] L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡，K闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后D1立刻亮而后熄灭，D2立刻亮而后更亮。

3．【答案】A．B同时发光    闪亮一下再熄灭    立即熄灭   

【解析】【来源】河南省洛阳市2019-2020学年高二上学期期末物理试题

【详解】

[1]．S闭合瞬间，线圈中电流缓慢增加，故A．B同时发光；
[2][3]．稳定后电灯A被短路，故B灯更亮，A熄灭；稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以A灯亮一下再慢慢熄灭；

4．【答案】     变化的磁场     本身     自感电动势

【解析】

[1][2][3]当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。

5．【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．

6．【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.

7．【答案】A2立即亮，A1逐渐亮（或A2先亮，A1后亮）

【解析】

【分析】

【详解】

[1]．A2支路是纯电阻电路，S接通，电流立即通过；A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用，当电路稳定后，自感的阻碍作用才会消失，所以A1逐渐亮，最后两灯同样亮．

8．【答案】逐渐；立刻．

【解析】考点：自感现象和自感系数.

分析:当电键K闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断灯泡的亮度变化．

解答:解：当开关闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生的感应电动势阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A逐渐亮起来．当开关断开时，电路断开，线圈和灯泡不能构成回路，故电流立即为零，故小灯泡立刻熄灭．

故答案为：逐渐；立刻．

点评:自感现象是特殊的电磁感应现象，断开开关S时，电路断开，灯泡中原来的电流突然消失，灯泡立即熄灭．

9．【答案】向右    向右    向左   

【解析】

在图1中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图2中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；
（1）[1]．将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；

（2）[2]．螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；

（3）[3]．螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转．

10．【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．

11．【答案】电感线圈，电容器

【解析】【考点】自感现象和自感系数．

【分析】电感器对交流电有阻碍作用，对直流电没有阻碍作用．交流电能“通过”电容器，直流电不能通过电容器，根据该特点判断虚线框中的元件．

【解答】解：当a．b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮．知虚线框A中为电感线圈，因为电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电无阻碍作用．虚线框B中是电容，因为电容隔直通交．

故答案为：电感线圈，电容器．

【点评】解决本题的关键知道电感线圈和电容的特点，电感线圈有通直流，阻交流的特点，电容有隔直流，通交流的特点．

12．【答案】a→b，a→b，a→b，b→a

【解析】考点:自感现象和自感系数．

分析:当电键K接通后，根据电源的极性确定线圈和灯泡中的电流方向；当电键K断开瞬间，线圈产生自感电动势，相当于电源，根据楞次定律分析电流的方向．

解答:解：在电源的外电路中电流从电源的正极出发流进负极，由图知，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是a→b，通过灯泡的电流方向是a→b；

当电键K断开瞬间，灯泡中原来的电流立即消失，线圈产生自感电动势，相当于电源，线圈与灯泡组成闭合回路．根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的减小，使得线圈中的电流与原来方向相同，此电流通过灯泡，灯泡中的电流b→a．

故答案为：a→b，a→b，a→b，b→a

点评:做好本类题目的关键是弄清线圈的特性，当线圈中电流变化时，产生自感电动势，线圈相当于电源．

13．【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。

14．【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．

15．【答案】电压表

【解析】考点:自感现象和自感系数．

分析:先进行ABC三项操作都会发生自感现象，在电压表中有强电流流过，发热过多，造成仪器烧坏．

解答:解：若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏．

故答案为：电压表

点评:本题考查了自感线圈的自感作用，在断开电源的瞬间L相当于电源，结合实验安全原则，应先消除自感现象．

16．【答案】     电流的变化率     自感系数     亨利     H     大小     形状     圈数     铁芯

【解析】

（1）[1][2][3][4]自感电动势

其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号：H。

（2）[5][6][7][8]自感系数与线圈的大小．形状．圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

17．【答案】A灯立刻熄灭    B灯先变亮 后逐渐熄灭   

【解析】【来源】青海省大通回族土族自治县第一完全中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]S断开瞬时，A灯中电流消失，故立即熄灭，而B灯中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，电流由灯泡B的左侧流入，故B灯亮一下逐渐熄灭。

18．【答案】       

【解析】【来源】福建省莆田第二十五中学2019-2020学年高二（下)返校考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]如图，开关S断开之前，通过灯R的电流方向为A到B

[2]当开关断开后，R灯中原来的电流消失．通过线圈的电流要减小，穿过线圈的磁通量减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知，线圈右端相当于电源的正极，左端相当于电源的负极，则通过灯R的电流方向由B到A