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第04講互感和自感(預(yù)習(xí))
模塊導(dǎo)航學(xué)習(xí)目標(biāo)
模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)1.知道互感和自感現(xiàn)象,理解互感和自感是電磁感應(yīng)的特例。
模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理(吃透教材)2探究通電自感、斷電自感的特點(diǎn),能理解通電、斷電時(shí)自
模塊三教材習(xí)題學(xué)解題感現(xiàn)象的成因。
模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練(5大考點(diǎn))3.知道互感和自感現(xiàn)象的防止與應(yīng)用。
模塊五小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)
模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)
知識(shí)點(diǎn)1:互感現(xiàn)象及其應(yīng)用
|知識(shí)
知識(shí)點(diǎn)2:自感現(xiàn)象
互「也[
知識(shí)點(diǎn)3:自感系數(shù)
感知識(shí)點(diǎn)4:磁場(chǎng)的能量
和,
自考點(diǎn)1:互感現(xiàn)象及其應(yīng)用
感考點(diǎn)2:自詢軸理解與應(yīng)用
_(核心
考點(diǎn)3:含自感線圈的電路閉合及斷開(kāi)后電流的變化
考點(diǎn)
考點(diǎn)4:自感現(xiàn)象中的圖像問(wèn)題
考點(diǎn)5:分析含自感線圈電路的小燈泡的閃亮問(wèn)題
?>模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理——
知識(shí)點(diǎn)1:互感現(xiàn)象及其應(yīng)用
:【情境導(dǎo)入】
如圖所示,當(dāng)線圈A的開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí),在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),線圈B中感應(yīng)電流的變化,
;同時(shí)也會(huì)在線圈A中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
1.互感現(xiàn)象的概念
兩個(gè)相互靠近的線圈,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感
應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫作互感,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作互感電動(dòng)勢(shì)。
2.互感示例
3.互感現(xiàn)象的應(yīng)用與危害
(1)應(yīng)用:收音機(jī)的磁性天線、變壓器都是利用互感現(xiàn)象制成的。
(2)危害;在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作,這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感
現(xiàn)象。
知識(shí)點(diǎn)2:自感現(xiàn)象
【情境導(dǎo)入】
如圖所示,A、、凡是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S,調(diào)節(jié)變阻器尼使4、4亮度相同,再調(diào)節(jié)片,
使兩燈正常發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。重新閉合S。
重新閉合S,發(fā)現(xiàn)燈泡A,立刻發(fā)光,跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來(lái),這是為什么呢?
1.自感現(xiàn)象與自感電動(dòng)勢(shì)
當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱為自
感。由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作自感電動(dòng)勢(shì)。
2.自感現(xiàn)象與楞次定律
如圖所示,通過(guò)線圈的電流i增加時(shí),導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量向上增大,因電磁感應(yīng),線圈要阻礙磁通
量增加,故“想”產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)Bi,Bi對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向相反,而同一導(dǎo)線中不可能有兩個(gè)不
同方向的電流,線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙原電流增加。
自感現(xiàn)象遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。自感電動(dòng)勢(shì)不能阻止原電流的增加。假若原電流不再
增加,則電磁感應(yīng)現(xiàn)象消失,自感電動(dòng)勢(shì)也就不存在了。
;一盲髓遍誑面
當(dāng)原電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反;當(dāng)原電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流
方向相同(即:增反減同)。
⑴通電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加。
(2)斷電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)方向與原來(lái)線圈中的電流方向相同,且在與線圈串聯(lián)的回路中,線圈相當(dāng)
于電源。
(3)自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了電流的變化,但不能阻止原電流的變化,更不能使原電流反向。
4.自感現(xiàn)象中燈泡亮度的變化
項(xiàng)目與線圈串裂的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡
—_0^一?'七乙的JMfL
電路圖
-----EZZJ-------不為0
A
電流11突然變大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定,燈泡突然變亮然
通電時(shí)電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮
后逐漸變暗,最后亮度不變
①若12<1,,燈泡逐漸變暗;②若12>1,,燈泡閃亮一下
電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電
斷電時(shí)后逐漸變暗;兩種情況燈泡電流方向均改變(L、12為電路
流方向不變
穩(wěn)態(tài)電流)
電路通.斷時(shí),流過(guò)線圈的電流迅電路接通時(shí),因線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),可認(rèn)為接通瞬間,線
速變化,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻圈L處于斷路狀態(tài),此時(shí)燈泡比穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)亮。電路斷開(kāi)時(shí),
原因分
礙電流的增加或減少,使流過(guò)燈泡線圈與燈泡在同一回路中,線圈相當(dāng)于電源、回路電流只能
析
的電流不能突變,但不能阻止電流在12的基礎(chǔ)上減小,故燈泡可能逐漸變暗,也可能閃亮一下
變化后逐漸變暗
;1.當(dāng)電路中的電流穩(wěn)定時(shí),線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線,其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的,有時(shí)不
,計(jì)線圈電阻,相當(dāng)于短路。
a.線圈斷開(kāi)時(shí),可能產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì):
知識(shí)點(diǎn)3:自感系數(shù)
i.自感電動(dòng)勢(shì)的大小
自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中電流的變化率包成正比,與線圈的自感系數(shù)Z成正比。
Ar
寫成公式為:E=L—
△t
2.自感系數(shù)
Cl)E=Z當(dāng)中,L是比例系數(shù),又叫自感系數(shù),簡(jiǎn)稱自感或電感。
△t
(2)L的決定因素:自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù),以及有無(wú)鐵芯等因素有關(guān)。線圈越粗、越長(zhǎng)、
匝數(shù)越多,其自感系數(shù)L就越大。如果線圈內(nèi)有鐵芯,則自感系數(shù)L會(huì)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。
(3)單位:亨利,簡(jiǎn)稱亨(符號(hào)是H),1H=1。3根"=
(4)物理意義:自感系數(shù)是表征線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量。數(shù)值上等于通過(guò)線圈的電流在1
s內(nèi)改變1A時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小。
3.生產(chǎn)生活中的自感現(xiàn)象
(1)自感現(xiàn)象的應(yīng)用:斷電自感產(chǎn)生高壓,如日光燈、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器、煤氣灶電子點(diǎn)火器等。
(2)自感現(xiàn)象的危害與防止:開(kāi)關(guān)斷電時(shí)形成電弧、無(wú)軌電車電弓與電網(wǎng)線之間形成電火花等,要盡量防止
或減小其影響。如下圖所示,線圈采用了雙線繞法,兩根平行導(dǎo)線中的電流反向,它們的磁場(chǎng)相互抵消。
不論導(dǎo)線中的電流如何變化,線圈中的磁通量始終為零,所以,消除了自感現(xiàn)象的影響。
知識(shí)點(diǎn)四磁場(chǎng)的能量
1.自感現(xiàn)象中的磁場(chǎng)能量
(1)線圈中電流從無(wú)到有時(shí),磁場(chǎng)從無(wú)到有,電源的能量輸送給磁場(chǎng),儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中,電流越大,磁場(chǎng)能越
大。
(2)線圈中電流減小時(shí),磁場(chǎng)中的能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)化為電能,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
鬧駕一】
闞就褊薦二兔曲i瘍篦-該筋基又逐逋if電皤花雨其湎港的篦…
;②線圈的磁場(chǎng)能與通過(guò)線圈的電流I和線圈的自感系數(shù)L有關(guān),數(shù)值越大,磁場(chǎng)能越大。
I
5「宣雁軟
自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙線圈中電流變化的“慣性”。
曾籍函除商而說(shuō)由誨前一盲藏■由五分布妻麗福翅市龜褊在在[屐■函申前甫瀟示布王斯增王由寇美硒沐晶號(hào)廊凌
:小為零,即或用中的電流不能“突變”。電的“慢性”太小決定于線通的自感系數(shù)。
模塊三教材習(xí)題學(xué)解題
教材習(xí)題01
如圖所示電路中,線圈L的電阻與另一支路中電阻解題方法
器R的阻值相同。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通瞬間和斷開(kāi)瞬間,閉合S瞬間,由于線圈的電流變大,導(dǎo)致其產(chǎn)
生電動(dòng)勢(shì),從而阻礙電流的變大,所以電流表Ai
示數(shù)小于A2示數(shù)。斷開(kāi)S瞬間,線圈電流變小,
從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),線圈相當(dāng)于電源與電阻串聯(lián),由
于兩電流表串聯(lián),所以電流表Ai示數(shù)等于A2示數(shù)
【答案】接通瞬間,Az表大于Ai表,斷開(kāi)瞬間,兩表示數(shù)相同。
教材習(xí)題02
解題方法
如圖所示,/、8是兩盞完全相同的白熾燈,£是電
閉合S2以后的瞬時(shí),A、B兩燈同時(shí)亮起來(lái),
阻不計(jì)的電感線圈。如果斷開(kāi)開(kāi)關(guān)儀,閉合S2,/、
由于自感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加,則線
B兩燈都能同樣發(fā)光。如果最初即是閉合的,S?是
圈L可看做是斷路,即開(kāi)始時(shí)兩燈亮度相同,隨自
斷開(kāi)的,那么,閉合S?以后,/燈和3燈亮度如何
感線圈中電流增加,則B燈逐漸變暗,最后線圈將
變化?此時(shí)如果斷開(kāi)S2,/燈和2燈亮度又將如何
B短路,使得B最終熄滅,此時(shí)A變得更亮;此
變化?
時(shí)如果斷開(kāi)S?,則A燈立刻熄滅,因L中產(chǎn)生感
AS1
應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小,則該電流會(huì)在L和燈泡B
中重新形成回路,使得燈泡B閃亮一下后慢慢熄
滅。
【答案】閉合S2,AB一樣亮;斷開(kāi)S2,A熄滅,B閃亮。
教材習(xí)題03
如圖所示的電路中,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)之前通過(guò)燈上的電解題方法
流方向如何?斷開(kāi)之后的瞬間通過(guò)燈上的電流方向開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)之前通過(guò)燈L的電流方向由a到b;
斷開(kāi)之后的瞬間原來(lái)通過(guò)燈L的電流立即消失,而
通過(guò)線圈的電流由于自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小,則
該電流會(huì)在線圈和燈L中重新形成回路,則此時(shí)通
過(guò)燈L的電流方向從b到a。
【答案】開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)之前通過(guò)燈L的電流方向由a到b;斷開(kāi)之后的瞬間通過(guò)燈L的電流方向由b到a;
6模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練-------------------------
考點(diǎn)1:互感現(xiàn)象及其應(yīng)用
【典例1](23-24高二下?浙江舟山?期末)智能手表通常采用無(wú)線充電方式。如圖所示,充電基座與電源
相連,將智能手表壓在基座上,無(wú)需導(dǎo)線連接,手表便可以充電。已知充電基座與手表都內(nèi)置了線圈,則
()
A.無(wú)線充電的原理是互感
B.充電時(shí)因無(wú)導(dǎo)線連接,所以傳輸能量沒(méi)有損失
C.若用塑料薄膜將充電基座包裹起來(lái),則不能給手表充電
D.充電時(shí),基座線圈的磁場(chǎng)對(duì)手表線圈中的電子施加力的作用,驅(qū)使電子運(yùn)動(dòng)
【答案】A
【詳解】A.無(wú)線充電的原理是基座內(nèi)的線圈電流變化,產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),導(dǎo)致手表內(nèi)部線圈中的磁通量發(fā)
生改變,線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,原理是互感,故A正確;
B.充電時(shí)存在漏磁效應(yīng),所以傳輸能量時(shí)有損失,故B錯(cuò)誤;
C.手機(jī)充電利用的是互感原理,因此用塑料薄膜將充電基座包裹起來(lái),仍能為手表充電,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)上述解釋,基座線圈的磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng),驅(qū)動(dòng)放置在感應(yīng)電場(chǎng)中的手表中的線圈內(nèi)部的電子
做定向運(yùn)動(dòng),形成電流,故D錯(cuò)誤。
故選Ao
【變式1-1](23-24高二下?四川涼山?期中)無(wú)線充電是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。如圖所示,該技術(shù)通過(guò)發(fā)
射線圈和接收線圈傳輸能量。手機(jī)的內(nèi)置接收線圈可以直接放在無(wú)線充電基座上進(jìn)行充電,下列關(guān)于無(wú)線
充電的說(shuō)法正確的是()
A.無(wú)線充電過(guò)程主要利用了電磁感應(yīng)原理B.在充電過(guò)程中只有電能間的相互轉(zhuǎn)化
C.無(wú)線充電基座可以對(duì)所有手機(jī)進(jìn)行充電D.無(wú)線充電基座可以用穩(wěn)恒直流電源充電
【答案】A
【詳解】A.無(wú)線充電過(guò)程主要利用互感現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞的,故A正確;
B.充電時(shí)線圈中有電流,根據(jù)電流的熱效應(yīng),可知線圈會(huì)發(fā)熱,有電能損失,故B錯(cuò)誤;
C.如果手機(jī)內(nèi)沒(méi)有接收線圈,則無(wú)線充電基座不可以對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電,故C錯(cuò)誤;
D.如果無(wú)線充電基座用穩(wěn)恒直流電源供電,則接收線圈的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,無(wú)法對(duì)手機(jī)充
電,故D錯(cuò)誤。
故選Ao
【變式1-2](23-24高二下?北京豐臺(tái)?期中)無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展使人們可以利用無(wú)線充電板為手機(jī)充電,
如圖所示為充電原理圖。充電板的送電線圈接電源,對(duì)充電板供電,通過(guò)線圈的互感使手機(jī)內(nèi)的受電線圈
產(chǎn)生電流對(duì)手機(jī)電池充電。若時(shí)間0?切內(nèi)送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于受電線圈平面向上,其磁感應(yīng)強(qiáng)度均
勻增加。下列說(shuō)法正確的是()
A.送電線圈可以接穩(wěn)恒電源給手機(jī)充電
B.時(shí)間0?勿內(nèi),送電線圈中的電流為順時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎?/p>
C.時(shí)間07。內(nèi),c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)
D.時(shí)間0?力內(nèi),受電線圈內(nèi)的感應(yīng)電流均勻增加
【答案】C
【詳解】A.恒定電源無(wú)法產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),在受電線圈中就無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流,沒(méi)法給手機(jī)充電,故A
錯(cuò)誤;
B.由題意可知0?勿內(nèi)送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于受電線圈平面向上,根據(jù)安培定則可知,送電線圈中的電
流為逆時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎?,故B錯(cuò)誤;
C.由題意可知07。內(nèi)送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于受電線圈平面向上,其磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加;根據(jù)楞次定
律,受電線圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直線圈平面向下,再結(jié)合安培定則可知,感應(yīng)電流的方向應(yīng)從c
到d,受電線圈相當(dāng)于電源,電流從負(fù)極流向正極,故c點(diǎn)電勢(shì)低于1點(diǎn),故C正確;
D.當(dāng)送電線圈中的磁場(chǎng)均勻增加時(shí),受電線圈中的磁場(chǎng)也是均勻變化的,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,
此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是不變的,故受電線圈中的感應(yīng)電流不變,故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)2:自感現(xiàn)象的理解與應(yīng)用
【典例2】如圖所示,將兩端刮掉絕緣漆的導(dǎo)線繞在一把鏗刀上,一端接上電池(電池另一極與鑼刀接觸),
手執(zhí)導(dǎo)線的另一端,在錘刀上來(lái)回劃動(dòng),由于鏗刀表面凹凸不平,回路不停通、斷電產(chǎn)生電火花。則()
A.產(chǎn)生電火花的主要原因是電池放電
B.導(dǎo)線端劃動(dòng)的方向決定了自感電動(dòng)勢(shì)的方向
C.鋰刀采用什么材料制成對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響
D.如導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng),也能產(chǎn)生電火花
【答案】D
【詳解】AD.手持導(dǎo)線的另一端,在鋰刀上來(lái)回劃動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電火花,是由于電路時(shí)通時(shí)斷,在回路中產(chǎn)生
自感電動(dòng)勢(shì),與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān),所以導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng),也能產(chǎn)生電火花,故A錯(cuò)誤,D正
確;
B.自感電動(dòng)勢(shì)的方向與通斷電時(shí)磁通量變化有關(guān),與導(dǎo)線端劃動(dòng)的方向無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;
C.產(chǎn)生電火花的回路由導(dǎo)線、鋰刀與電池組成,如果鏗刀是絕緣體,則實(shí)驗(yàn)不能完成,故C錯(cuò)誤。
故選D。
【變式2-1](23-24高二下?江蘇蘇州?期中)如圖所示,電鍵S原來(lái)斷開(kāi),電源及線圈、導(dǎo)線電阻均不計(jì),
電路中電流大小為/,現(xiàn)在閉合電鍵S將一個(gè)電阻短路,于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,該自感電動(dòng)勢(shì)()
A.有阻礙電流增大的作用,最后電流小于/
B.有阻礙電流增大的作用,最后電流增大到2/
C.有阻礙電流減小的作用,最后電流由/減小為零
D.有阻礙電流變化的作用,因而電流保持為/不變
【答案】B
【詳解】由于開(kāi)關(guān)的閉合,使得電流增加,則線圈產(chǎn)生反感電動(dòng)勢(shì),有阻礙電流的作用,但只是減緩電流
的增大,由于電阻減半,所以最后電流慢慢增加到2倍。
故選B。
【變式2-2](23-24高二下?四川?開(kāi)學(xué)考試)電磁彈射裝置的原理圖如圖甲所示,驅(qū)動(dòng)線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)S與
電源連接,發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開(kāi)關(guān)S后,在0?切時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)線圈中的電流
,隨時(shí)間?的變化關(guān)系如圖乙所示。在這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是()
A.發(fā)射線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向右B./=初時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)最大
C.時(shí)發(fā)射線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.片切時(shí)發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最大
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)安培定則可知,驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)方向水平向右,結(jié)合題圖乙可知,驅(qū)動(dòng)線圈的電流增大,
通過(guò)發(fā)射線圈的磁通量增大,根據(jù)榜次定律可知,發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場(chǎng)方向水平向左,A錯(cuò)誤;
BD.由題圖乙可知,/=/()時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈的電流變化率最小,此時(shí)通過(guò)發(fā)射線圈的磁通量變化率最小,驅(qū)動(dòng)線
圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)最小,發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最小,BD錯(cuò)誤;
C.f=0時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈的電流變化率最大,則此時(shí)通過(guò)發(fā)射線圈的磁通量變化得最快,發(fā)射線圈中的感應(yīng)電動(dòng)
勢(shì)最大,C正確。
故選Co
考點(diǎn)3:含自感線圈的電路閉合及斷開(kāi)后電流的變化
(1)通電瞬間可把線圈看成斷路。
(2)斷電時(shí)自感線圈相當(dāng)于電源,它提供的電流大小從原來(lái)的值逐漸變小。
(3)電流穩(wěn)定時(shí),自感線圈相當(dāng)于定值電阻,理想線圈電阻為零,相當(dāng)于導(dǎo)線。
【典例3】實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來(lái)探究電感的作用效果。電路中的三個(gè)燈泡Li、L?、L3完
全相同,線圈的直流電阻忽略不計(jì)。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使其位于合適位置,然后閉合開(kāi)關(guān)S。下列
說(shuō)法正確的是()
B.閉合開(kāi)關(guān)S后,L2立即亮起來(lái),然后緩慢熄滅
C.電路穩(wěn)定后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,L3立即熄滅D.電路穩(wěn)定后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,L3閃一下然后緩慢熄滅
【答案】B
【詳解】AB.閉合S瞬間,Li、L2、L3燈泡立即發(fā)光,隨著時(shí)間推移,電感對(duì)電流的阻礙作用逐漸減弱,
L2逐漸變暗,最終被電感短路后熄滅,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.斷開(kāi)S后,電感中的電流有一部分流經(jīng)L3,可知L3不會(huì)立即熄滅,同時(shí)S斷開(kāi)瞬間,流經(jīng)L3的電流
小于斷開(kāi)S前L3上的電流,L3不會(huì)閃一下,L3會(huì)緩慢熄滅,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
【變式3-1]在如圖所示的電路中,£是一帶鐵芯的線圈,R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接
通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間,兩電流表的讀數(shù)//、上的大小關(guān)系正確的是()
A.接通瞬間/1=,2,斷開(kāi)瞬間B.接通瞬間斷開(kāi)瞬間/1>,2
C.接通瞬間斷開(kāi)瞬間《〈AD.接通瞬間/心人,斷開(kāi)瞬間4=4
【答案】D
【詳解】當(dāng)開(kāi)關(guān)接通瞬間,尺中電流立即增大到正常值心,而線圈中的電流從零開(kāi)始增大,產(chǎn)生的自感電動(dòng)
勢(shì)阻礙電流的增大,則電流人只能逐漸增大,則,<4
斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,線圈產(chǎn)生的自感電流流過(guò)線圈和電阻R,兩者串聯(lián),電流相同,則
故選D。
【變式3-2](多選)(24-25高二上?新疆烏魯木齊?期中)演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示,線圈的自
感系數(shù)較大,且使滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值大于線圈直流電阻,Ai、A2為兩個(gè)完全相同的燈泡,下列
判斷正確的是()
A.接通開(kāi)關(guān)S,燈Ai、A2立即變亮
B.接通開(kāi)關(guān)S,燈Ai逐漸變亮,燈A2立即變亮
C.接通開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈Ai、A2逐漸熄滅
D.接通開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈Ai逐漸熄滅,燈A2閃一下后逐漸熄滅
【答案】BD
【詳解】AB.接通開(kāi)關(guān)S瞬間,燈A2立即變亮,而線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律可知,自感電
動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,使得該支路中電流逐漸增大,所以閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,燈Ai逐漸變亮,故A錯(cuò)誤,B
正確;
CD.接通開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,原來(lái)通過(guò)燈A2的電流立即消失,線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相
當(dāng)于電源,兩燈串聯(lián),由于滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值大于線圈直流電阻,原來(lái)電路穩(wěn)定后通過(guò)燈Ai的
電流大于通過(guò)燈A2的電流,故燈Ai逐漸熄滅,燈A2閃一下后逐漸熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BDo
考點(diǎn)4:自感現(xiàn)象中的圖像問(wèn)題
(1目而癥展王舟(如施出,自庶山濟(jì)鼠方面后原或虛方面相濱當(dāng)或編瀛小時(shí)(如際或),百高山前分方向5直
電流方向相同。
(2)注意斷電時(shí)流過(guò)自感線圈的電流瞬時(shí)值不變,即通過(guò)自感線圈的電流大小不能突變。
一讀初-4]-7蘇會(huì)嵩三方疝菜林F礪5%菌中標(biāo)而甫露禮百如燈而電前示變直面宿務(wù)K面吾并莢
S后,流過(guò)兩個(gè)電流傳感器的i-Z圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()
心,,
甲乙
A.線圈的直流電阻小于燈泡電阻R
B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間,燈泡先閃亮再熄滅
C.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)和電流均為零
D.由圖像中的數(shù)據(jù)和題干條件可以計(jì)算出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
【答案】D
【詳解】A.閉合開(kāi)關(guān)S后,電路穩(wěn)定時(shí),通過(guò)燈泡的電流是4,通過(guò)線圈的電流是,2,可知人>/2
所以線圈的直流電阻大于燈泡電阻R,故A錯(cuò)誤;
B.電路穩(wěn)定時(shí),通過(guò)燈泡的電流A大于通過(guò)線圈的電流,2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s瞬間,燈泡由線圈供電,通過(guò)燈泡
的電流從減小,燈泡逐漸熄滅,故B錯(cuò)誤;
C.開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,自感線圈中的電流為零,但由于線圈的自感現(xiàn)象,其自感電動(dòng)勢(shì)不為零,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)閉合電路的歐姆定律,開(kāi)關(guān)剛閉合瞬間,有E=1](R+r)
達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后有E=IiR+{l2+/3)r
故D正確。
故選D。
【變式4-1](23-24高二下?四川南充?期末)如圖所示的電路中,Z是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的
線圈,D2燈泡的電阻是Di燈泡電阻的2倍且阻值均不變,£是內(nèi)阻不計(jì)的電源,在:0時(shí)刻,閉合開(kāi)關(guān)S,
電路穩(wěn)定后在4時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,規(guī)定以電路穩(wěn)定時(shí)流過(guò)Di、D2的電流方向?yàn)檎?,分別用,、A表示流過(guò)
Di和D2的電流,則下圖中能定性描述電流/隨時(shí)間/變化關(guān)系的是()
【答案】c
【詳解】£的直流電阻不計(jì),電路穩(wěn)定后通過(guò)D1的電流是通過(guò)D2電流的2倍;閉合開(kāi)關(guān)瞬間,由于乙的阻
礙作用,Dj逐漸變亮,即刀逐漸變大,而D2所在支路立即就有電流,在〃時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,D2這一支路電
流立即消失,因?yàn)榫€圈阻礙電流的減小,所以通過(guò)Di的電流不會(huì)立即消失,會(huì)從原來(lái)的大小慢慢減小,且
方向不變,同時(shí)由于Di和D2構(gòu)成回路,通過(guò)Di的電流也流過(guò)D2,所以心變成反向,且逐漸減小。
故選Co
【變式4-2](23-24高二下?上海嘉定?期末)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路中,Z是自感線圈,R為定值電阻,電源
內(nèi)阻不可忽略。Z=0時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S,一段時(shí)間后斷開(kāi)開(kāi)關(guān),則電流傳感器所記錄的電流i隨時(shí)間,變化的圖
【答案】D
【詳解】閉合S瞬間,線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加,則線圈相當(dāng)于斷路,此時(shí)通過(guò)電流傳感器的
電流最大;隨線圈阻礙作用的減小,通過(guò)線圈的電流逐漸變大,通過(guò)電流傳感器的電流逐漸減小,電路穩(wěn)
定后,外電路電阻不變,外電壓不變,通過(guò)電流傳感器的電流不變;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間,由于自感現(xiàn)象,電
感線圈阻礙電流減小,通過(guò)線圈L的電流此時(shí)從左向右流過(guò)電流傳感器,與原來(lái)方向相反,且逐漸減小。
故選D。
考點(diǎn)5:分析含自感線圈的電路小燈泡閃亮問(wèn)題
【典例5】(多選)如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的白熾燈,工是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自
感線圈。下列說(shuō)法正確的是()
A.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,A、B燈同時(shí)亮
B.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,B燈比A燈先亮,最后一樣亮
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間,B燈閃亮一下再熄滅
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間,流過(guò)B燈的電流方向向左
【答案】BD
【詳解】AB.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,B燈瞬間變亮,而A燈由于與線圈串聯(lián),逐漸變亮,達(dá)到穩(wěn)定后,兩燈一
樣亮,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,A、B燈逐漸熄滅,流過(guò)B燈的電流方向與原來(lái)電流方向相反,即流過(guò)B燈的電流方
向向左,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD-
【變式5-11(多選)(23-24高二下?山東威海?期末)如圖所示的電路中,L為自感系數(shù)很大的線圈,其自
身的電阻幾乎為0,A、B和C是三只相同的小燈泡,S為開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是()
A
0C
LB―(^)—
T1
A.S閉合瞬間,A立即發(fā)光,B和C逐漸變亮
B.S斷開(kāi)后,A閃亮后熄滅,B逐漸熄滅,C立即熄滅
C.S斷開(kāi)后,L中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能
D.S斷開(kāi)瞬間,A右端電勢(shì)高于左端
【答案】CD
【詳解】A.S閉合瞬間,小燈泡A與小燈泡C串聯(lián)后直接與電源相連,因此A和C立即發(fā)光,而小燈泡
B因?yàn)榫€圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大,因此逐漸變亮,A錯(cuò)誤;
B.電路穩(wěn)定后,A、B中的電流相等,S斷開(kāi)時(shí),小燈泡A、B和線圈L構(gòu)成閉合回路,線圈的自感電動(dòng)
勢(shì)產(chǎn)生閉合回路中的電流,此時(shí)的電流不大于原來(lái)的電流,因此A不會(huì)閃亮,則A、B會(huì)逐漸熄滅,C立
即熄滅,B錯(cuò)誤;
C.電路穩(wěn)定后,線圈中儲(chǔ)存有磁場(chǎng)能,S斷開(kāi)瞬間,線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)繼續(xù)點(diǎn)亮小燈泡A、B,因此S
斷開(kāi)后,L中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能,C正確;
D.S斷開(kāi)瞬間,通過(guò)線圈L的電流減小,則線圈L產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)右端電勢(shì)高,因此流過(guò)A的電流方
向從右向左,則A右端電勢(shì)高于左端,D正確。
故選CDo
【變式5-2](23-24高二下?重慶?期中)如圖所示,A、B是兩盞完全相同的白熾燈,£是電阻不計(jì)的電感
線圈。若最初凡是接通的,S2是斷開(kāi)的,那么下列描述中正確的是()
A.剛接通S2,A燈就立即亮,B燈延遲一段時(shí)間才亮
B.剛接通S2時(shí),A燈延遲一段時(shí)間才亮,B燈就立即亮
C.接通“到電路穩(wěn)定,B燈由亮變暗最后熄滅
D.接通當(dāng),電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)S?時(shí),A、B燈均立即熄滅
【答案】C
【詳解】ABC.剛接通S?時(shí),由于電感線圈L會(huì)發(fā)生通電自感現(xiàn)象,使通過(guò)線圈的電流由零逐漸增大,所
以燈泡A、B會(huì)同時(shí)變亮;從接通S2到電路穩(wěn)定,由于線圈的電阻不計(jì),B燈相當(dāng)于與一段導(dǎo)線并聯(lián),則B
燈被短路,B燈由亮變暗最后熄滅,電源只給A燈供電,A燈將變得更亮,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D.接通S2,電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)S2時(shí),A燈與電路斷開(kāi)將立即熄滅,而B(niǎo)燈與電感線圈構(gòu)成閉合電路,由
于線圈的自感現(xiàn)象,B燈會(huì)先亮一下,然后熄滅,故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)6:日光燈鎮(zhèn)流器的原理及其應(yīng)用
【典例6]如圖所示是日光燈的電路圖,日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器組成。關(guān)于日光燈的原理,下
列說(shuō)法不正確的是()
A.日光燈啟動(dòng)利用了鎮(zhèn)流器中線圈的自感
B.日光燈正常發(fā)光時(shí),鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用
C.日光燈正常發(fā)光后取下啟動(dòng)器,仍能正常工作
D.日光燈正常發(fā)光后取下啟動(dòng)器,不能正常工作
【答案】D
【詳解】鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí),利用線圈的自感產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,在正常工作時(shí)起降壓限流作用,使電流穩(wěn)定在
燈管的額定電流范圍內(nèi),燈管兩端的電壓也穩(wěn)定在額定電壓范圍內(nèi);燈管正常發(fā)光后,電流不再流過(guò)啟動(dòng)
器,所以并聯(lián)在燈管兩端的啟動(dòng)器也就不再起作用了,故日光燈正常發(fā)光后取下啟動(dòng)器,日光燈仍能正常
工作。
本題選擇不正確的,故選D。
【變式6-11A和L是日光燈的燈管和鎮(zhèn)流器,如果按圖所示的電路連接,下列關(guān)于日光燈發(fā)光情況的敘述
中,正確的是()
A.只把Si接通,S2、S3不接通,日光燈就能正常發(fā)光
B.把Si和S2接通后,S3不接通,日光燈就能正常發(fā)光
C.S3不接通,接通S1和S2后再斷開(kāi)S2,日光燈就能正常發(fā)光
D.當(dāng)日光燈正常發(fā)光后,再接通S3,日光燈仍能正常發(fā)光
【答案】c
【詳解】A.只接通S】,燈管兩端不能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,日光燈不能點(diǎn)燃,A錯(cuò)誤;
BC.S3不接通,把S1和S2接通后,日光燈被短路,有電流流過(guò)線圈;再斷開(kāi)S2,由于電磁感應(yīng),線圈中
產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,日光燈被點(diǎn)燃,線圈起到降壓限流的作用,故日光燈就能正常發(fā)光;故B錯(cuò)誤,C正確;
D.日光燈正常發(fā)光后,再接通S3,鎮(zhèn)流器被短接,不再起限流和降壓作用,加在燈管兩端的電壓將達(dá)到
220V,燈管將會(huì)燒壞,D錯(cuò)誤。
故選c。
【變式6-2](多選)如圖為日光燈電路,關(guān)于該電路,以下說(shuō)法中正確的是()
不起輝器
電源I。I
L
A.啟動(dòng)過(guò)程中,起輝器斷開(kāi)瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時(shí)高壓
B.日光燈正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器L使燈管兩端電壓低于電源電壓
C.日光燈正常發(fā)光后起輝器是導(dǎo)通的
D.圖中的電源可以是交流電源,也可以是直流電源
【答案】AB
【詳解】A.起輝器內(nèi)部有雙金屬片溫控開(kāi)關(guān),啟動(dòng)過(guò)程中,起輝器斷開(kāi)瞬間,由于自感,日光燈中的鎮(zhèn)流
器L在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,A正確;
B.在正常工作時(shí)鎮(zhèn)流器L又起降壓限流作用,鎮(zhèn)流器L由于自感使燈管兩端電壓低于電源電壓,B正確;
C.啟動(dòng)前卸掉啟動(dòng)器,不再采取其他措施,日光燈失去鎮(zhèn)流器L自感產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓,日光燈不能正常啟
動(dòng),當(dāng)電路接通后,由于啟輝器分壓少、輝光放電無(wú)法進(jìn)行,起輝器中的窟氣停止放電,起輝器內(nèi)部有雙
金屬片溫控開(kāi)關(guān),冷卻收縮,兩個(gè)觸片分離,電路斷開(kāi),C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)上述,日光燈要正常工作,需要鎮(zhèn)流器L自感作用,即只適用于交流電源,不適用于直流電源,D
錯(cuò)誤。
故選AB。
“模塊五小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)-----------------------------
一、單選題
1.(2024高二上?甘肅天水?)手機(jī)的無(wú)線充電是根據(jù)下列哪種原理實(shí)現(xiàn)的()
A.電流的熱效應(yīng)B.電磁感應(yīng)
C.接觸起電D.電流的磁效應(yīng)
【答案】B
【詳解】手機(jī)的無(wú)線充電利用了電磁感應(yīng)原理。
故選B。
2.(24-25高二上?河北邢臺(tái)?階段練習(xí))如圖所示,A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡,當(dāng)S閉合時(shí),下列說(shuō)法
正確的是()
B.B比A先曷
D.無(wú)法判斷哪個(gè)燈泡先亮
【答案】B
【詳解】S閉合時(shí),由于線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的增大,因此B比A先亮,故選B。
3.(23-24高二下?全國(guó)?單元測(cè)試)在制作精密電阻時(shí),為了消除使用過(guò)程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)
象,會(huì)采用如圖所示的雙線繞法,其原理是()
A.電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)互相抵消
B.電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消
C.電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相抵消
D.電路中電流變化時(shí),電流的改變量互相抵消
【答案】C
【詳解】采用雙線繞法繞制時(shí),兩股導(dǎo)線繞向相同,通過(guò)的電流方向相反,不管電流怎樣變化,任何時(shí)刻
兩股導(dǎo)線中的電流總是等大反向的,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相抵消,在線圈中不會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而消除
了自感。
故選C。
4.如圖所示,是日光燈的電路圖,主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器組成。關(guān)于日光燈的原理,下列說(shuō)法正確
的是()
啟動(dòng)器
A.閉合開(kāi)關(guān)S點(diǎn)燃日光燈管過(guò)程中,啟動(dòng)器的雙金屬片始終是閉合的
B.閉合開(kāi)關(guān)S點(diǎn)燃日光燈管過(guò)程中,鎮(zhèn)流器相當(dāng)于電阻
C.將鎮(zhèn)流器換為定值電阻,閉合開(kāi)關(guān)S仍能正常點(diǎn)燃日光燈管
D.將啟動(dòng)器更換為開(kāi)關(guān)Si,先閉合開(kāi)關(guān)S和Si,再斷開(kāi)Si,仍有可能點(diǎn)燃日光燈管
【答案】D
【詳解】A.當(dāng)開(kāi)關(guān)接通220伏的電壓立即使啟動(dòng)器的惰性氣體電離,產(chǎn)生輝光放電,輝光放電的熱量使雙
金屬片受熱膨脹,兩極接觸;電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流加熱,
發(fā)射出大量電子,雙金屬片自動(dòng)復(fù)位,兩極斷開(kāi);故A錯(cuò)誤;
B.在兩極斷開(kāi)的瞬間,電路電流突然切斷,鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì),與電源電壓疊加后作用于管兩
端。燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)的大量電子,在燈管兩端高電壓作用下,以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)
動(dòng),在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,碰撞管內(nèi)氨氣分子,使之迅速電離。在紫外線的激發(fā)下,管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出
近乎白色的可見(jiàn)光;則鎮(zhèn)流器相當(dāng)于自感電源,提供高壓,故B錯(cuò)誤;
C.將鎮(zhèn)流器換為定值電阻,閉合開(kāi)關(guān)S不能提供高壓讓氤氣分子電離,則不能正常點(diǎn)燃日光燈管,故C錯(cuò)
誤;
D.將啟動(dòng)器更換為開(kāi)關(guān)Si,先閉合開(kāi)關(guān)S和Si,再斷開(kāi)Si,相當(dāng)于啟動(dòng)器的作用,也能提供斷電時(shí)的自
感電動(dòng)勢(shì)獲得高壓,則仍有可能點(diǎn)燃日光燈管,故D正確;
故選D。
5.(23-24高二下?北京懷柔?期末)在如圖所示的電路中,A1和A2是兩個(gè)相同的燈泡。線圈L的自感系數(shù)
足夠大,電阻可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()
A.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),A1和A2同時(shí)亮
B.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),A?先亮,A1逐漸變亮,穩(wěn)定時(shí)亮度相同
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),A?閃亮一下再熄滅
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),流過(guò)A2的電流方向向左
【答案】B
【詳解】AB.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),A?立刻亮;由于Ai支路的線圈阻礙電流的增加,則A1逐漸亮起來(lái),由于A1
和A2是兩個(gè)相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略不計(jì),則穩(wěn)定時(shí)亮度相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;
CD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),通過(guò)A2原來(lái)的電流立刻消失,而在Ai支路由于線圈L阻礙電流的減小,產(chǎn)生自感電
動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源,在Ai和A?中重新形成回路,可知兩燈都會(huì)慢慢熄滅,流過(guò)A2的電流方向向右,由于穩(wěn)
定時(shí)通過(guò)兩燈的電流相同,則A?不會(huì)閃亮一下再熄滅,選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
故選B。
6.(23-24高二下?江蘇?期末)如圖1所示,大功率家用電器的插頭常配備漏電保護(hù)裝置,工作原理如圖2
所示,其中“零序電流互感器”可視為閉合鐵芯。正常用電時(shí),火線和零線的電流等大反向;出現(xiàn)漏電時(shí),快
速響應(yīng)電路能夠在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到漏電并觸發(fā)斷路器,使觸頭彈起從而自動(dòng)切斷電源。下列說(shuō)法中
正確的是()
圖2
A.漏電保護(hù)裝置利用的原理是互感現(xiàn)象
B.圖2中零線應(yīng)該置于互感器的外面,否則無(wú)法正常使用
C.正常用電時(shí),M和N兩點(diǎn)之間沒(méi)有電壓
D.出現(xiàn)漏電時(shí),河和N兩點(diǎn)之間沒(méi)有電壓
【答案】C
【詳解】ACD.若火線和零線電流始終等大反向,則穿過(guò)零序電流互感器的磁通量不發(fā)生變化,零序電流
互感器無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則與之構(gòu)成閉合回路的斷路器兩端間無(wú)電壓,但若發(fā)生漏電,則由火線、用電
器、零線構(gòu)成的閉合回路中,流經(jīng)火線與零線的電流大小將不再相等,從而使穿過(guò)零序電流互感器的磁通
量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),觸發(fā)斷路器,使觸頭彈起從而自動(dòng)切斷電源,保護(hù)電路,即此時(shí)斷路器兩
端兒W間有電壓,由此可知漏電保護(hù)裝置應(yīng)用了電磁感應(yīng)的原理而不是利用互感,故C正確,AD錯(cuò)誤;
B.圖2中若零線置于互感器的外面,則發(fā)生漏電時(shí),零序電流互感器不能感應(yīng)到通過(guò)火線的電流變化,因
此互感器不能正常使用,只有零線與火線同在互感器里面,互感器通過(guò)感應(yīng)相反電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是否變化
從而做出反饋,因此圖2中零線應(yīng)該置于互感器的里面,故B錯(cuò)誤。
故選Co
二、多選題
7.(23-24高二下?福建泉州?期末)如圖所示,a、6燈分別標(biāo)有“3.6V,2.5W”和“3.6V,4.0W”,閉合開(kāi)關(guān),
調(diào)節(jié)R,能使。、6都正常發(fā)光。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后重做實(shí)驗(yàn),則()
A.閉合開(kāi)關(guān),。將慢慢亮起來(lái),6立即達(dá)到最亮
B.閉合開(kāi)關(guān),。、6立即達(dá)到最亮
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),。逐漸熄滅,b燈閃亮一下再熄滅
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),°、6都逐漸熄滅
【答案】AD
【詳解】AB.閉合瞬間,上相當(dāng)于斷路,6立刻變亮,。逐漸變亮,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.閉合開(kāi)關(guān)穩(wěn)定時(shí),。的亮度比6的小;根據(jù)/=自知通過(guò)。的電流小;電鍵斷開(kāi),L相當(dāng)于電源與兩個(gè)
燈泡串聯(lián),逐漸熄滅,由于穩(wěn)定后。燈的電流小于6燈,所以電鍵斷開(kāi)瞬間6燈的電流比穩(wěn)定時(shí)的電流小,
6燈不會(huì)再閃亮一下,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選ADo
8.如圖所示電路中,D和D?是兩個(gè)完全相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈,其直流電阻可
不計(jì)。在開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)瞬間,下列說(shuō)法正確的是()
D.D?
0
I1------G
A.當(dāng)S閉合時(shí),D先達(dá)到最亮,穩(wěn)定后D1熄滅時(shí)D?達(dá)到最亮
B.當(dāng)S閉合時(shí),D?先達(dá)到最亮,穩(wěn)定后DI與D2亮度相同
C.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S時(shí),D1閃亮后與D?一起熄滅
D.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S時(shí),4立即熄滅,口閃亮后逐漸熄滅
【答案】AD
【詳解】AB.1和D?在S閉合瞬間立即發(fā)光,由于線圈L的自感作用,D先達(dá)到最亮,然后逐漸變暗,
4亮度會(huì)逐漸增強(qiáng),由于線圈直流電阻不計(jì),電路穩(wěn)定后D1被短路而熄滅;、熄滅時(shí)D?達(dá)到最亮,選項(xiàng)
A正確,B錯(cuò)誤。
CD.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S時(shí),D?立即熄滅,但是線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小,則線圈相當(dāng)電源,
與D1組成回路,可知D1閃亮后逐漸熄滅,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。
故選ADo
9.(23-24高二上?遼寧?階段練習(xí))如圖所示電路中,A、B為完全相同的燈泡,電阻為R。自感線圈工的
直流電阻也為火,°、6為乙的左、右端點(diǎn),電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()
A.閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡A緩慢變亮,燈泡B瞬間變亮
B.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后,燈泡A、B一樣亮
C.閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈泡A閃亮后緩慢熄滅
D.閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,6點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)
【答案】AD
【詳解】A.閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡B瞬間變亮,燈泡A與自感線圈Z串聯(lián),緩慢變亮,故A正確;
B.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后,燈泡A所在支路電阻較大,電流較小,所以燈泡A比燈泡B暗一些,故B
錯(cuò)誤;
C.閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,自感線圈3燈泡A和燈泡B構(gòu)成回路,緩慢熄滅,不會(huì)閃亮,
故C錯(cuò)誤;
D.閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,自感線圈Z產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),6點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn),故D
正確。
故選ADo
三、解答題
10.圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖,用電流傳感器顯示各時(shí)刻通過(guò)線圈Z的電流。電路中電燈
3
的電阻Ri=6.0Q,定值電阻7?=2.0Q,AB間電壓U=6.0V。開(kāi)
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