1、自感现象与涡流(建议用时：40分钟)题组一自感现象和自感电动势1关于自感现象，下列说法正确的是()A感应电流一定和原来的电流方向相反B对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大D当电流增大时，感应电流的方向与原来的电流方向相反，当电流减小时，感应电流的方向与原来的电流方向相同，故选项A错误；自感电动势的大小与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误，D正确；自感系数只取决于线圈本身的因素，与电流变化情况无关，故选项C错误。2关于自感现象，下列说法中正确的是(
2、)A自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B自感电动势总是阻止原电流的变化C自感电动势的方向总与原电流方向相反D自感电动势的方向总与原电流方向相同A自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象，在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化，不是阻止，所以选项B错，A正确；当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反，所以选项C、D错误。3关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是()A电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势很大D通过线圈的电流为最大值的瞬间，自
3、感电动势最大B由EL可知，L一定时，自感电动势正比于电流的变化率，与电流的大小、电流变化量的大小都没有直接关系，故B正确。题组二通电自感和断电自感分析4如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()A灯A立即熄灭B灯A慢慢熄灭C灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D灯A突然闪亮一下再突然熄灭A本题中，当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭。A正确。5如图所示，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
4、压足够大的灯泡，S是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是()A刚闭合开关S的瞬间，通过D1电流大于通过D2的电流B刚闭合开关S的瞬间，通过D1电流小于通过D2的电流C闭合开关S待电路达到稳定，D1熄灭，D2比原来更亮D闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开，D1、D2均闪亮一下再熄灭CS闭合瞬间，由于自感线圈相当于断路，所以两灯是串联，电流相等，故A、B错误；闭合开关S待电路达到稳定时，D1被短路，D2比开关S刚闭合时更亮，C正确；S闭合稳定后再断开开关，D2立即熄灭，但由于线圈的自感作用，L相当于电源，与D1组成回路，D1要闪亮一下再熄灭，故D错误。6某同学为了验证断电自感现象，自己
5、找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大C由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，A错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小
6、于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，B错误，C正确；自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡越亮，D错误。7如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是()A使电路的电流减小，最后由I0减小到零B有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2I0DS闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错误；最后达
7、到稳定时，电路中总电流为I2I0，故D正确。题组三涡流8(多选)安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。以下关于这个安检门的说法正确的是()A这个安检门能检查出毒品携带者B这个安检门只能检查出金属物品携带者C如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者D这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应BD这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定
8、磁场，它不能使块状金属产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确。9如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示出在t1103s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E6 V，内阻不计，灯泡的阻值R1为 6 ，电阻R的阻值为2 。甲乙(1)线圈的直流电阻RL_ 。(2)开关断开时，该同学观察到的现象是_，开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是_ V。解析(1)由图像可知S闭合稳定时IL1.5 ARLR 2 2 。(2)电流稳定时小灯泡电流I1 A1 A。S断开后，L、R、R1组成
9、闭合回路，电流由1.5 A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势EIL(RRLR1)15 V。答案(1)2(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭151光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为yx2，其下半部处在一个垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()Amgb Bmv2 Cmg(ba) Dmg(ba)mv2D由初状态到末状态(金属块在磁场区域内往复运动)能量守恒。初状态机械能E1mgbmv2末状态机械能E2mga焦
10、耳热QE1E2mg(ba)mv2。2如图所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图像是()ABCDD开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A。开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，故选D。3如图所示，质量为m100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面
11、高度 h0.8 m，有一质量为M200 g的小磁铁(长度可忽略)，以v010 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m。磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动)，问：(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中， 环中产生了多少电能 ( g取10 m/s2)?解析(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。(2)由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出磁铁穿过铝环后的速度为v9 m/s，由能量守恒可得W电MvMv2mv21.7 J。答案(1)铝环向右偏(2)1.7 J4如
12、图所示，电源的电动势为E10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 ，两灯泡的电阻值均为RL10 。(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；(2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律。解析(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流通过。因此通过L的电流为IL A1 A，流过L1的电流为IL1 A0.5 A，断开S的瞬间，由于线圈要想维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A。所以此时L1两端的电压为UILRL10 V。(2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的It图像如图所示(t0为断开S的时刻)。答案(1)10 V(2)图见解析
