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高二物理选修3-2自感、互感、涡流达标检测试题（附答案和解析）
资料简介
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滚动检测(三) 自感、互感、涡流
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1.
图1
如图1所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中
( )．
A．灯泡变亮，螺线管缩短
B．灯泡变暗，螺线管缩短
C．灯泡变亮，螺线管伸长
D．灯泡变暗，螺线管伸长
解析 当插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗．线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，电流减小，各匝之间相互吸引力减小，螺线管伸长，故D正确．
答案 D
2.
图2
如图2所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大线圈．当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2
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，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是( )．
A．B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 断开S2而只闭合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，但其大小不突然增大，A灯不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，而立即熄灭，故A项正确，C项错误，综上述分析可知，本题正确选项为A和D.
答案 AD
图3
3．如图3所示的电路中，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R相等．下列说法正确的是( )．
A．闭合开关S时，L1先亮、L2后亮，最后它们一样亮
B．闭合开关S时，L1、L2始终一样亮
C．断开开关S时，L2立刻熄灭、L1过一会才熄灭
D．断开开关S时，L2、L1都要过一会才熄灭
解析 由于电感的自感现象闭合开关S时，L2会立即亮，而L1是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路流过的电流相同，最后它们一样亮，则A、B错；断开开关S时，由于电感的自感现象L2、L1过一会才熄灭，则D对C错．
答案 D
4．下列关于日光灯启动器的作用的描述，正确的是( )．
A．启动器只在日光灯启动时起作用
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B．日光灯正常工作时，取走启动器，日光灯就不能正常工作
C．启动器在日光灯起动时，相当一个自动开关
D．启动器在日光灯正常工作时，一直保持导通状态，使得电路闭合
答案 AC
5．下列关于镇流器的说法，错误的是( )．
A．镇流器在日光灯电路中就起着一阻值很大的电阻的作用
B．镇流器在日光灯启动时相当于一个电源
C．镇流器在日光灯正常工作时，可用一根导线替代
D．镇流器在工作时总是阻碍电路中电流的变化
答案 AC
6.
图4
弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4所示，观察磁铁的振幅将会发现( )．
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都不发生变化
解析 S断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生；磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减少，A正确．
答案 A
7.
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图5
图5中L是绕在铁芯上的线圈它与电阻R、R0及开关和电池E构成闭合回路．开关S1和S2开始都处在断开状态．设在t＝0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是( )．
解析 闭合S1，由于线圈会阻碍电流的突然变大，Uab不会突然变大，D选项不正确；达到稳定后，再闭合S2，由于线圈的作用，原有电流慢慢变小，Uab也从原来的数值慢慢减小，故选A.
答案 A
8．如图6是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.下图是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是
( )．
图6
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A．图6中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．图6中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．图6中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．图6中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
解析 开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，流过传感器1、2的电流均为.闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为，流过传感器2的电流为；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从逐渐变为零．
答案 BC
9.
图7
如图7所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中正确的是( )．
A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等
C．闭合开关S待电路达到稳定，D1熄灭，D2亮度始终不变
D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭
解析 开关S闭合的瞬间，线圈L
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可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，A对B错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡D1短路，灯泡D2获得更多电压，会更亮，C错误；若断开开关S，此时线圈与灯泡D1构成回路，继续对其供电，灯泡D1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡D2无法形成回路将立即熄灭，D对．
答案 AD
10．如图8甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t＝0，若磁场的宽度为b(b＞3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图8乙所示，则( )．
图8
A．t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0
B．在t0时刻线框的速度为v0－
C．线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t0时刻线框的速度大
D．线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2 Fb
解析 t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为Bav0，A项错误；从t0时刻至3 t0时刻线框做匀加速运动，加速度为，故在t0时刻的速度为v0－2at0＝v0－，B项错误；因为t＝0时刻和t＝3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿过磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb＝Q，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确．
答案 D
二、非选择题
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(本题共3小题，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)
11．(6分)
图9
把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图9所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：
①当滑动变阻器的滑动头向右移动时，拉力________．
②当滑动头向左移动时，拉力________．
③当滑动头不动时，拉力________．(填“变大”、“不变”或“变小”)
答案 ①变小 ②变大 ③不变
12．(10分)图10是一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线
图10
圈A和B.线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开，而是过一小段时间后才执行这个动作，延时继电器就是这样得名的．
(1)请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间？
(2)如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？
解析 (1)当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少，由于互感现象，B中产生互感电流，产生的电流磁场对衔铁仍有吸引，故能够延时．
(2)如果线圈B不闭合，无互感电流，无磁场产生，不能延时．
答案 见解析
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13．(14分)
图11
(2012·绍兴一中)在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为L＝0.4 m，如图11所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加速度a＝2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则
(1)在5 s内平均感应电动势是多少？
(2)第5 s末，回路中的电流多大？
(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？
解析 (1)5 s内的位移：x＝at2＝25 m
5 s内的平均速度＝＝5 m/s
(也可用＝求解)
故平均感应电动势＝BL＝0.4 V.
(2)第5 s末：v＝at＝10 m/s
此时感应电动势：E＝Blv
则回路电流为：I＝＝＝ A＝0.8 A.
(3)杆匀加速运动，则F－F安＝ma
即F＝BIL＋ma＝0.164 N.
答案 (1)0.4 V (2)0.8 A (3)0.164 N
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