自感现象 涡流
一、选择题
1．下列哪些单位关系是不正确的( )
A．1亨＝1欧·秒 B．1亨＝1伏·安/秒
C．1伏＝1韦/秒 D．1伏＝1亨·安/秒
解析：由E＝L得L＝，取E＝1伏，＝1安/秒，得1亨＝1·秒＝1 欧·秒，故A、D正确，B不正确，由E＝n知C正确．
答案：B
2.如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是( )
A．利用线圈中电流产生的焦耳热
B．利用红外线
C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波
解析：利用交变电流产生的交变磁场在引起炉内金属截面的磁通量变化时，使金属中产生感应电流，因整块金属的电阻相当小，所以感应电流很强，它在金属内自成回路流动时，形成漩涡状的电流，即涡流，涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高，金属熔化，故选C；当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热，但它是相当少的，根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度，故A不可能．
答案：C
3．下列关于自感现象的说法，正确的有( )
A．自感现象不是电磁感应现象
B．自感电动势不是感应电动势
C．自感电动势总是阻碍电流的通过
D．自感电动势总是阻碍电流的变化
解析：自感现象是由于自身电流变化，引起磁通量变化而产生的电磁感应现象，故选项A、B错；自感的作用是阻碍电流的变化，电流增大时自感电动势阻碍电流的增大，电流减小时自感电动势阻碍电流的减小，而不是阻碍电流的通过，所以选项C错，D对．
答案：D
4．一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈的( )
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量的变化率也将均匀增大
D．自感系数、自感电动势都不变
解析：自感系数是描述线圈本身特征的物理量，不随电流而变；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变，故D选项正确．
答案：D
5.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A．恒定电流、小铁锅
B．恒定电流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
解析：通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，铁锅是导体，在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁通量在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．
答案：C
6．关于线圈的自感系数大小的下列说法，正确的是( )
A．通过线圈的电流越大，自感系数也越大
B．线圈中的电流变化越快，自感系数也越大
C．插有铁芯时线圈的自感系数会变大
D．线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关
解析：自感系数是由电感线圈本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大．
答案：C
7.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，采用了双线并绕的方法，如图所示，其原理是( )
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，C正确．故选C.
答案：C
8.如图所示，电阻R和电感L的值很大，电源内阻不可不计，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是( )
A．灯A比灯B先亮，然后灯A熄灭
B．灯B比灯A先亮，然后灯B逐渐变暗
C．灯A与灯B一起亮，而后灯A熄灭
D．灯A与灯B一起亮，而后灯B熄灭
解析：开关S闭合时，灯B立即亮，灯A由于电感L的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，灯B逐渐变暗，选项B正确．
答案：B
9.如图，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计，当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方．那么，当开关S断开时，将出现下面哪种现象( )
A．G1和G2的指针都立即回到零点
B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
解析：S断开后，自感电流的方向与G2原电流方向相同，与G1原电流方向相反，故D选项正确．
答案：D
10．(多选)如图所示，电灯A和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，下列说法正确的是( )
A．B灯立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
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
解析：S2断开而闭合S1时，A、B两灯一样亮，可知线圈L的电阻也是R，在S1、S2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，但其大小不会突然增大，A灯不会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，立即熄灭，故A项正确，C项错误．由上述分析可知，本题正确选项为A和D.
答案：AD
二、非选择题
11．在如图所示的电路中，当开关S断开后，灯泡A是否会更亮一下？更亮一下的条件是什么？
解析：当开关断开时，线圈储存的磁场能会通过小灯泡以电能的形式释放，设开关闭合时，电源路端电压为U，线圈的电阻为RL，灯泡的电阻为RA，则通过线圈的电流为：IL＝，通过灯泡的电流为IA＝.当开关断开后，线圈和灯泡组成的回路中的电流从IL开始减弱．
若RA＞RL，有IA＜IL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下；若RA＜RL，有IA＞IL，开关断开后，灯泡不会更亮一下．
答案：见解析
12.如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交变电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口．焊接时接口两端要接触在一起．当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化从而将接口焊接起来．我国生产的自行车车架就是用这种方法焊接的．
(1)试分析说明焊接得快慢与交变电流的频率有什么关系．
(2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件的其他部分并不很热．
解析：(1)A中交变电流的频率越高，B中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，感应电流I越大，所以电功率P＝I2R也越大，焊接得越快．
(2)B中各处电流大小相等，但接口a处电阻大，焊缝处放出的热量多，所以接口a处被熔化而零件的其他部分并不很热．
答案：见解析
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