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一、必做题
1.关于线圈的自感系数,下列说法中正确的是( )
A.线圈中电流变化量越大,线圈的自感系数越大
B.线圈中电流变化越快,线圈的自感系数越大
C.若线圈中通入恒定电流,线圈的自感系数为零
D.不管电流如何变化,线圈的自感系数不变
解析:选D.线圈的自感系数是由线圈本身的因素决定的,与线圈是否通电以及所通电流的变化情况无关.
2.关于自感现象,下列说法中正确的是( )
A.感应电流一定和原电流方向相反
B.线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大
C.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数较大
D.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也较大
解析:选D.自感现象中感应电动势的方向遵从楞次定律.当原电流减小时,自感电流与原电流方向相同;当原电流增大时,自感电流与原电流方向相反,所以A错误;自感电动势的大小E自=L,所以自感电动势大不一定是由自感系数大引起的,有可能是电流的变化率很大引起的,所以B错误;线圈自感系数的大小,由线圈本身决定,与线圈中有无电流以及电流变化的快慢无关,所以C错误;由E自=L知,对于同一线圈,自感系数L确定,当电流变化较快时,线圈中产生的自感电动势也越大,所以D正确.
3.在如图所示的电路中,两个相同的电流表G1和G2的零点在刻度盘中央.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.在电路接通且稳定后再断开开关S的瞬间,下述说法中正确的是( )
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.两表的指针都向右摆
D.两表的指针都向左摆
解析:选A.由题意可知,电流表指针摆动方向与流经电流表电流方向相同,当S断开时由于L的自感作用,流过G1的电流方向不变,大小逐渐减小,所以G1指针向右摆,又由于G1、G2与L组成新的闭合回路,G2中电流从“-”入、从“+”出,所以G2指针向左摆,A正确,B、C、D错误.
4.一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器(自感线圈).几位做实验的同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学的手相连,如图所示,在开关闭合或断开时就会使连成一排的同学都有触电感觉,则( )
A.该实验的原理是镇流器的自感现象
B.该实验的原理是1.5 V的电压让人感到触电
C.人有触电感觉是在开关闭合的瞬间
D.在开关断开瞬间和断开后比较长的时间内人都会有触电感觉
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解析:选A.开关接通或断开时,镇流器会产生自感电动势.开关闭合时,人两端电压为1.5 V,电流太小,人不会有触电的感觉,开关断开瞬间,自感电动势与原电流方向相同,且镇流器产生的自感电动势较大,人会有触电感觉.所以只有A正确.
二、选做题
5.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中,正确的是( )
解析:选B.开关闭合时,由于线圈的自感阻碍作用,可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电阻逐渐减小,路端电压UAB逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈的感应电流与原电流方向相同,形成回路,灯泡中的电流方向与原来相反,并逐渐减小到零,路端电压UAB逐渐减小到零,UAB为负值.A图象开关闭合时,UAB增大,不符合题意,错误;B图象电压UAB的变化规律符合题意,正确;C图象的电压UAB先增大后减小,且方向不变,错误;D图象在两过程中电压UAB始终为正,不正确.
6.如图所示的电路中,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?
解析:当S闭合,电路稳定时,流过L的电流I==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.
答案:60 V b端
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