2024-2025學(xué)年新教材高中物理第2章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用第3節(jié)自感現(xiàn)象與渦流測評含解析魯科版選擇性必修第二冊

PAGE6-第3節(jié)自感現(xiàn)象與渦流課后篇鞏固提升必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.(2024福建莆田其次十四中學(xué)期中)如圖所示,在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流,一段時(shí)間后,一個(gè)容器中水溫上升,則通入的電流與水溫上升的是()A.恒定直流、小鐵鍋B.恒定直流、玻璃杯C.變更的電流、小鐵鍋D.變更的電流、玻璃杯解析通入恒定直流時(shí),所產(chǎn)生的磁場不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流;通入變更的電流,所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變更,在空間產(chǎn)生感生電場。鐵鍋是導(dǎo)體,感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使水溫上升;渦流是由變更的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的,所以玻璃杯中的水不會升溫。答案C2.(2024福建廈門檢測)如圖所示,多匝線圈和電池的內(nèi)阻均為零,兩個(gè)電阻的阻值均為R,開關(guān)S斷開時(shí),電路中的電流為I?，F(xiàn)將S閉合,于是電路中產(chǎn)生自感電動勢,此自感電動勢的作用是()A.使電路中的電流減小,最終由I減小到零B.有阻礙電流的作用,最終電流小于IC.有阻礙電流增大的作用,故電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用,但電流還是增大,最終變?yōu)?I解析當(dāng)S閉合后,電路總電阻減小,電流增大,線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增大,但“阻礙”并不是“阻擋”,電流最終仍增大到2I,故只有選項(xiàng)D正確。答案D3.(多選)(2024陜西西安第七十中學(xué)檢測)某線圈通有如圖所示的電流,則線圈中自感電動勢變更方向的時(shí)刻有()A.第1s末 B.第2s末C.第3s末 D.第4s末解析在自感現(xiàn)象中,當(dāng)原電流減小時(shí),自感電動勢與原電流的方向相同,當(dāng)原電流增加時(shí),自感電動勢與原電流方向相反。在圖像中0~1s時(shí)間內(nèi)原電流正方向減小,所以自感電動勢的方向是正方向,在1~2s時(shí)間內(nèi)原電流負(fù)方向增加,所以自感電動勢與其方向相反,即還是正方向;同理分析2~3s、3~4s時(shí)間內(nèi)自感電動勢的方向,可得B、D兩項(xiàng)正確。答案BD4.(多選)安檢門是一個(gè)用于平安檢查的“門”,“門框”內(nèi)有線圈,線圈里通有交變電流,交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場,金屬物品通過“門”時(shí)能產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場又反過來影響線圈中的電流,從而引起報(bào)警。以下關(guān)于這個(gè)安檢門的說法正確的是()A.這個(gè)安檢門也能檢查出毒品攜帶者B.這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C.假如這個(gè)“門框”的線圈中通上恒定電流,也能檢查出金屬物品攜帶者D.這個(gè)安檢門工作時(shí),既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,又利用了電流的磁效應(yīng)解析安檢門是利用渦流的原理進(jìn)行工作的,因而只能檢查出金屬物品攜帶者,A錯(cuò),B對;若“門框”的線圈中通上恒定電流,只能產(chǎn)生恒定磁場,它不能使塊狀金屬產(chǎn)生渦流,因而不能檢查出金屬物品攜帶者,C錯(cuò);安檢門工作時(shí),既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,又利用了電流的磁效應(yīng),D對。答案BD5.(2024廣東清遠(yuǎn)英德第一中學(xué)檢測)金屬探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場所,下列關(guān)于金屬探測器的說法正確的是()A.金屬探測器可用于食品生產(chǎn),防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分蠦.金屬探測器探測地雷時(shí),探測器的線圈中產(chǎn)生渦流C.金屬探測器探測金屬時(shí),被測金屬中感應(yīng)出渦流D.探測過程中金屬探測器與被測物體相對靜止與相對運(yùn)動的探測效果相同解析金屬探測器只能探測金屬,不能防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分?故A錯(cuò)誤;金屬探測器探測金屬時(shí),被測金屬中感應(yīng)出渦流,故B錯(cuò)誤,C正確;探測過程中金屬探測器與被測物體相對運(yùn)動或相對靜止時(shí),得出探測效果不同,故D錯(cuò)誤。答案C6.變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成,而不采納一整塊硅鋼,這是為了渦流,提高變壓器的效率,鐵芯的發(fā)熱量。(選填“增大”或“減小”)

解析渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱,而變壓器的鐵芯發(fā)熱,是我們不希望出現(xiàn)的,所以不采納整塊硅鋼,而采納薄硅鋼片疊壓在一起,目的就是為了減小渦流,從而減小鐵芯的發(fā)熱量,進(jìn)而提高變壓器的效率。答案減小減小7.如圖所示,電源的電動勢E=15V,內(nèi)阻忽視不計(jì),R1=5Ω,R2=15Ω,電感線圈的電阻不計(jì),分別求當(dāng)開關(guān)S接通的瞬間、S接通達(dá)到穩(wěn)定時(shí)、S切斷的瞬間流過R1的電流。解析開關(guān)S接通瞬間,流過線圈L的電流不會發(fā)生突變,所以流過R1的電流仍為0。達(dá)到穩(wěn)定時(shí),線圈相當(dāng)于導(dǎo)線,所以流過R1的電流為I1=ER1=155A=3A。開關(guān)S斷開瞬間,流過線圈答案03A3A關(guān)鍵實(shí)力提升練8.(2024河南鄭州期末)下列四個(gè)圖都與渦流有關(guān),其中說法不正確的是()A.真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B.自制金屬探測器是利用被測金屬中產(chǎn)生的渦流來進(jìn)行探測的C.電磁爐工作時(shí)在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流解析真空冶煉爐的線圈中的電流做周期性變更,在金屬中產(chǎn)生渦流,從而產(chǎn)生大量的熱量熔化金屬,故A正確;金屬探測器中變更電流遇到金屬物體,在被測金屬中上產(chǎn)生渦流來進(jìn)行探測,故B正確;家用電磁爐工作時(shí),在鍋體中產(chǎn)生渦流,加熱食物,故C錯(cuò)誤;當(dāng)變壓器中的電流變更時(shí),在其鐵芯中產(chǎn)生渦流,運(yùn)用相互絕緣的硅鋼片做成的鐵芯可以盡可能減小渦流造成的損失,故D正確。題目讓選不正確的,故選C。答案C9.(多選)(2024福建龍巖期中)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示,線圈中通以肯定頻率的正弦交變電流,靠近待測工件時(shí),工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流,同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變更。下列說法正確的是()A.渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變更B.渦流的頻率等于通入線圈的交變電流的頻率C.通電線圈和待測工件間存在周期性變更的作用力D.待測工件可以是塑料或橡膠制品解析渦流是感應(yīng)電流,渦流的磁場總是阻礙穿過工件的磁通量的變更,而且渦流的頻率與線圈中交變電流的頻率相等,A、B均正確;因待測工件中的渦流與通電線圈中的電流具有相同頻率,因此二者間必有周期性的作用力,C正確;渦流只能在金屬制品中產(chǎn)生,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案ABC10.(多選)(2024四川威遠(yuǎn)中學(xué)檢測)如圖所示,用電流傳感器探討自感現(xiàn)象。電源內(nèi)阻不行忽視,線圈的自感系數(shù)較大,其直流電阻小于電阻R的阻值。t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,t1時(shí)刻斷開S,電流傳感器連接計(jì)算機(jī)分別描繪了整個(gè)過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時(shí)間t變更的圖像。下列圖像中可能正確的是()解析當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電感阻礙電流變更,流過電感的電流漸漸增大,所以IL漸漸增大,最終穩(wěn)定時(shí)電感相當(dāng)于電阻,IL為恒定,當(dāng)開關(guān)S斷開后,電感阻礙自身電流變更,產(chǎn)生的感應(yīng)電流仍沿著原來方向,大小漸漸減小到零,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電感阻礙電流變更,導(dǎo)致通過電阻的電流剛起先較大,當(dāng)電感的阻礙漸漸減小,IR漸漸減小到穩(wěn)定值,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),原來通過R的電流馬上消逝,電感阻礙自身電流變更,產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過電阻,其方向與規(guī)定圖示流過電阻的方向相反,電流反向減小到零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案AD11.(多選)(2024廣東深圳期中)如圖所示,條形磁鐵位于固定的半圓光滑軌道的圓心位置。一半徑為R、質(zhì)量為m的金屬球從半圓軌道的一端沿半圓軌道由靜止下滑。重力加速度大小為g。下列說法正確的是()A.金屬球會運(yùn)動到半圓軌道的另一端B.由于金屬球沒有形成閉合電路,所以金屬球中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.金屬球受到的安培力做負(fù)功D.經(jīng)過足夠長時(shí)間后,系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR解析金屬球在運(yùn)動過程中,穿過金屬球的磁通量不斷變更,在金屬球內(nèi)形成閉合回路,產(chǎn)生渦流,金屬球受到的安培力做負(fù)功,金屬球產(chǎn)生的熱量不斷地增加,機(jī)械能不斷地削減,直至金屬球停在半圓軌道的最低點(diǎn),C正確,A、B錯(cuò)誤;依據(jù)能量守恒定律得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR,D正確。答案CD12.圖甲為探討自感試驗(yàn)電路圖,并用電流傳感器顯示出在t=1×10-3s時(shí)斷開開關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過線圈L的電流(如圖乙)。已知電源電動勢E=6V,內(nèi)阻不計(jì),燈泡R1的阻值為6Ω,電阻R的阻值為2Ω。(1)線圈的直流電阻RL=Ω。

(2)開關(guān)斷開時(shí),該同學(xué)視察到的現(xiàn)象是。

解析(1)由圖像可知開關(guān)S閉合穩(wěn)定時(shí)IL=1.5A,RL=EIL-R=61.5此時(shí)小燈泡的電流I1=ER1=(2)S斷開后,L、R、R1組成臨時(shí)回路電流由1.5A漸漸減小,所以燈泡會閃亮一下再熄滅。答案(1)2(2)燈泡閃亮一下后漸漸變暗,最終熄滅13.如圖所示,燈泡L1和L2的規(guī)格均為“6V3W”,L3為“6V6W”,電源電動勢為8V,線圈L的自感系數(shù)很大而電阻可忽視,則:(1)開關(guān)閉合瞬間,三個(gè)燈泡的亮度狀況如何?(2)當(dāng)電流漸漸穩(wěn)定時(shí),三個(gè)燈泡的亮度狀況又如何?解析(1)首先求得三個(gè)燈泡的電阻,R1=R2=12Ω,R3=