1、(多选)关于自感电动势的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流越大,产生的自感电动势越大
B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越大
C.自感电动势的方向总与原电流的方向相反
D.当通过导体的电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同
【答案】BD
【解析】当通过导体的电流减小时,导体会产生阻碍原电流减小的感应电流,所以方向相同,在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,则产生的自感电动势越大,所以BD正确.
2、关于线圈自感系数的说法,错误的是( )
A.自感电动势越大,自感系数也越大
B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小
C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大
D.电感是自感系数的简称
【答案】A
【解析】自感系数与线圈的匝数、单位长度上线圈的匝数、横截面积及有无铁芯有关;电感是自感系数的简称;自感系数是由线圈自身性质决定的,与自感电动势无关,只有选项A是错误的.
3、如图所示,电键S处于闭合状态,小灯泡A和B均正常发光,小灯泡A和线圈L电阻相等,现断开电键S,以下说法正确的是( )
A.小灯泡A会立即熄灭
B.小灯泡B过一会再熄灭
C.线圈L中的电流会立即消失
D.线圈L中的电流过一会再消失,且方向向右
【答案】D
【解析】L是自感系数足够大的线圈,它的电阻等于灯泡的电阻,A和B是两个完全相同的小灯泡,S断开后瞬间,B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,即线圈L中的电流过一会再消失,且方向向右,因L和A组成新的回路,则A亮一下再慢慢熄灭,故D正确;ABC错误.
4、如图所示的电路,初始时开关S闭合,电路处于稳定状态,在某一时刻突然断开开关S,则通过电阻R1中的电流I随时间t变化的图线可能是选项图中的( )
【答案】D
【解析】初始时开关S闭合,电路处于稳定状态,流过R1的电流方向向左,大小为I1,与R1并联的R2和线圈L支路,电流I2的方向也是向左。当某一时刻开关S突然断开时,L中向左的电流要减小,由于自感现象,线圈L产生自感电动势,在回路“L→R1→A→R2”中形成感应电流,电流通过R1的方向与原来相反,变为向右,并从I2开始逐渐减小到零,故D正确.
5、图中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计,当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是( )
A.G1、G2的指针都立即回到零点
B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点
C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点
D.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点
【答案】B
【解析】电路稳定后断开,通过灯泡这一支路的电流立即消失,由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,所以通过G1的电流逐渐减小,缓慢回到零点;通过电感线圈的电流也通过灯泡,所以含有灯泡的支路的电流从Q流向P,使G2立即左偏,偏后缓慢回到零点,故选项B正确,选项ACD错误.
6、(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成,当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( )
A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起
D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起
【答案】ABD
【解析】家庭电路正常工作时,零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反,在L1中产生的磁场方向始终相反,磁场相互叠加,L1、L2中的磁通量为零,A项正确;家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时,零线和火线中的电流变大但大小仍然相等,电流方向始终相反,L1、L2中的磁通量仍为零,不变,B项正确,C项错误;地面上的人接触火线发生触电时, 零线和火线中的电流大小不相等,L1中的磁通量不为零,发生变化,L2中的磁通量不为零发生变化,线圈L2中产生电流,此时开关K 将被电磁铁吸起D项正确.
7、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是( )
A.合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮
B.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
C.断开开关S时,A2立即熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S时,A1和A2都要过一会儿才熄灭,且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
【答案】B
【解析】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,最后两灯泡的电压一样大,所以一样亮,A错误,B正确;断开开关K切断电路时,通过A2的用来的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,线圈相当于电源,左端相当于正极,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且通过A2,所以两灯泡一起过一会儿熄灭,但通过A2的灯的电流方向与原来的方向相反,CD错误.
8、(多选)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10,边长La=2Lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,不考虑a、b线圈之间的相互影响,则( )
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B.a、b线圈中感应电动势之比为2∶1
C.a、b线圈中感应电流之比为4∶1
D.a、b线圈消耗的电功率之比为8∶1
【答案】AD
【解析】原磁场向里减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场与原磁场方向相同,因此两线圈内产生的感应电流沿顺时针方向,选项A正确;根据法拉第电磁感应定律可知,E=nΔΦ/Δt=nΔBL2/Δt,由La=2Lb,得a、b线圈中感应电动势之比为4:1,选项B错误;线圈电阻R=ρL/S,故a、b线圈电阻之比为2:1,由闭合电路欧姆定律可知I=E/R,则a、b线圈中感应电流之比为2:1,选项C错误;电功率P=I2R,则a、b线圈消耗的电功率之比为8:1,选项D正确.
9、将直流电源、开关S、电感线圈L(自感系数较大)和灯泡A连接成如图所示的电路,开始时开关S断开,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S时,灯泡立即变亮
B.开关S闭合一段时间后再断开,灯泡逐渐熄灭
C.开关S闭合一段时间后再断开的瞬间,a点电势高于b点电势
D.开关S闭合一段时间后再断开的瞬间,b点电势高于a点电势
【答案】D
【解析】闭合开关S时,由于线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加,所以灯泡慢慢变亮,选项A错误;开关S闭合一段时间后再断开,电路中的电流立即消失,则灯泡立刻熄灭,选项B错误;开关S闭合一段时间后再断开的瞬间,线圈中产生的自感电动势与原来电流方向相同,则b点电势高于a点电势,选项C错误,D正确.
10、如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则( )
A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,B灯和C灯亮度相同
D.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
【答案】AC
【解析】S闭合时,由于L的电流增大,所以L产生很大的阻抗,相当于L是断路,所以电流从A通过,A立即亮起来,但随着电流的稳定,L的阻抗消失,变成一根导线,把A短路,故A逐渐熄灭,这时电路中BC并联在电源两端,电压增大,B灯变亮,并且BC两灯的亮度相同,AC正确,B错误;电路接通稳定后,S断开时,L中的电流减小,产生很大的感应电流,相当于电源,有电流通过C灯,故C灯不会立刻熄灭,D错误.
11、如图电路中,A1、A2是两个指示灯,L是自感系数很大的线圈,电阻R阻值较小,开关S1断开、S2闭合。现闭合S1,一段时间后电路稳定。下列说法中正确的是( )
A.闭合S1,通过电阻R的电流先增大后减小
B.闭合S1,Al亮后逐渐变暗
C.闭合S1,A2逐渐变亮,然后亮度不变
D.断开电路时,为保护负载,应先断开S2,再断开S1
【答案】D
【解析】指点:对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源,注意开关接通与断开的先后顺序
解析:闭合开关S1的瞬间,由于线圈中自感电动势的阻碍,通过电阻R的电流慢慢增加,故A错误;闭合开关S1,虽因存在自感作用,但通过R的电流逐渐增加,干路电流逐渐增加,通过Al逐渐变亮,故B错误;当闭合S1,线圈对电流的阻碍渐渐变小,导致A2逐渐变暗,故C错误;断开电路时,为保护负载,由于线圈L产生自感电动势,应先断开S2,再断开S1,故D正确,故选D.
12、图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2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。下列说法正确的是( )
A.图1中,A1与L1的电阻值相同
B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】C
【解析】断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,由于线圈L1的自感,通过L1的电流逐渐减小,且通过A1,即自感电流会大于原来通过A1的电流,说明闭合S1,电路稳定时,通过A1的电流小于通过L1的电流,L1的电阻小于A1的电阻,AB错误;闭合S2,电路稳定时,A2与A3的亮度相同,说明两支路的电流相同,因此变阻器R与L2的电阻值相同,C正确;闭合开关S2,A2逐渐变亮,而A3立即变亮,说明L2中电流与变阻器R中电流不相等,D错误.
13、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( )
【答案】B
【解析】闭合开关S,灯泡D直接发光,电感L的电流逐渐增大,电路中的总电流也将逐渐增大,电源内电压增大,则路端电压UAB逐渐减小;断开开关S后,灯泡D中原来的电流突然消失,电感L与灯泡形成闭合回路,所以灯泡D中电流将反向,并逐渐减小为零,即UAB反向逐渐减小为零,故选项B正确.