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本文题目：高二物理下学期一单元练习题：互感和自感

《法拉第电磁感应定律、互感和自感》

(时间:90分钟 满分：100分)

一 、选择题

1 如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I(取逆时针方向为电流正方向)随时间t的变化图线I-t图可能是下图中的( )

【答案】选D.

【详解】线框匀加速向右运动时，cd边切割磁感线，由右手定则知电流方向为顺时针，方向为负;由E=Blv知，v均匀增加，电流成线性增大，故D项正确.

2.如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是一带铁芯的线圈.开关S原来闭合，则开关S断开的瞬间( )

A.L中的电流方向改变，灯泡B立即熄灭

B.L中的电流方向不变，灯泡B要过一会儿才熄灭

C.L中的电流方向改变，灯泡A比B熄灭慢

D.L中的电流方向不变，灯泡A比B熄灭慢

【答案】选D.

【详解】当开关S断开时，L与灯泡A组成回路，由于自感，L中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A灯熄灭要慢;B灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为D.

3.如图所示的电路,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断正确的是( )

A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为E

B.闭合S,稳定后,电容器的a极板带正电

C.断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电

D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电

【答案】选C.

【详解】由题意及自感现象规律可知,当开关S闭合且电路稳定后,电容器与线圈L并联,由于线圈的直流电阻不计,所以两端电压为零,故A、B错误;断开S的瞬间,由自感规律可知,线圈中要产生感应电动势,感应电动势引起的感应电流的方向与原电流的方向一致,因而电容器的a极板将带正电,故C正确.

4.如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计.当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是 (　　)

A.BdvR B.BdvsinθR

C.BdvcosθR D.BdvRsinθ

【答案】D

【详解】电流应等于感应电动势除以电阻R，问题在于感应电动势应如何计算.能够引起感应电流的电动势是MN间产生的电动势，所以有效切割长度应为MN.而MN用已知参数表示应为dsinθ，所以有效切割长度l=dsinθ.则E=Blv=Bdvsinθ，I=ER=BdvRsinθ，所以选项D正确.

5.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，

由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为

(　　)

A.qR2nS B.qRnS

C.qR2S D.qRS

【答案】A

【详解】由E=nΔΦΔt，I=ER，q=IΔt，得q=nΔΦR，当线圈翻转180°时，ΔΦ=2BS，故B=qR2nS，故选A.

6.如图 (a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则

(　　)

A.在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗

B.在电路(a)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗

C.在电路(b)中，断开S后，A将逐渐变暗

D.在电路(b)中，断开S后，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

【答案】AD

【详解】(a)电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，渐渐变暗.(b)电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后渐渐变暗.所以选项AD正确.

7.如图所示，两块竖直放置的金属板间距为d，用导线与一匝数为n的线圈连接.线圈内部分布有方向水平向左的匀强磁场.两板间有一个一定质量、电荷量为+q的油滴在与水平方向成30°角斜向右上方的恒力F的作用下恰好处于平衡状态.则线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是(　　)

A.磁场正在增强，ΔΦΔt=3dF2q

B.磁场正在减弱，ΔΦΔt=3dF2nq

C.磁场正在减弱，ΔΦΔt=3dF2q

D.磁场正在增强，ΔΦΔt=3dF2nq

【答案】B

【详解】本题涉及带电粒子在电场中的平衡及感应电动势两个问题.由于直流电不能通过电容器，因此，电容器两极板间电压为线圈上感应电动势的大小，带电油滴所受重力竖直向下，恒力F与水平方向成30°斜向右上方，且带电油滴恰好处于平衡状态，则可知油滴所受电场力方向水平向左，电容器右极板带正电，由楞次定律可知磁场正在减弱;由带电粒子水平方向受力平衡可得F•cos 30°=nΔΦqΔtd，得ΔΦΔt=3dF2nq.

8.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)

A.图①中，回路产生的感应电动势恒定不变

B.图②中，回路产生的感应电动势一直不变

C.图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势

D.图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大

【答案】BD

【详解】在图①中，ΔΦΔt=0，感应电动势为零，故选项A错;在图②中，ΔΦΔt为一定值，故感应电动势不变，选项B正确;在图③中，0～t1内的ΔΦΔt比t1～t2内的ΔΦΔt大，选项C错;在图④中，图线上各点切线的斜率绝对值先变小、后变大，故选项D对.

9.如右图a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.图b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(　　)

a

bA.图b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