2.3 自 感 现 象 与 涡 流 基 础 训 练 2021—2022 学 年 高 中 物 理 鲁 科 版 （2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．如图所示，一毛同学用多用电表的欧姆挡测量一个线圈的电阻，以判断它是否断路．为方便测量，同 桌的二毛同学用双手分别握住线圈裸露的两端，一毛用两表笔与线圈两端接触，读出阻值，再将表笔与线 圈断开．在测量的过程中，二毛在某瞬间感到有强烈的电击感，对此现象，下列说法正确的是（ ） A．线圈没有断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感 B．线圈没有断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感 C．线圈一定断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感 D．线圈一定断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感 2．车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车 运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示 出相应的速度。则下列说法正确的是转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（　 　） A．速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动 B．在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化 C．速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动 D．速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的 3．如图所示，有两个完全相同的灯泡 A、B，A 与一自感线圈 L 相连接，线圈 L 的直流电阻阻值为 R；B 与 一定值电阻相连，定值电阻的阻值为 R。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间 A、B 两灯一起亮 B．稳定后 A 灯比 B 灯亮 C．开关断开瞬间 A 灯会闪亮一下，B 灯不会闪亮一下 D．开关断开后两灯缓缓熄灭 4．1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一个铜圆盘水平放置，在其中心正上方 用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中以圆盘中心的 竖直线为转轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（　　） A．圆盘被磁针的磁场磁化后带有了磁性，没有产生感应电流 B．磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量没有发生变化，圆盘内没有产生感应电流 C．圆盘中电荷随圆盘一起运动形成了电流，这个电流产生的磁场导致磁针转动 D．圆盘转动过程中，在圆盘内产生了感应电流，这个电流产生的磁场导致磁针转动 5．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图。炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产 生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢 质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加 热物体的作用从而煮食。因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所 有的锅或器具都适用。以下说法正确的是（　　） A．最好使用铝锅或铜锅 B．最好使用平底不锈钢锅或铁锅 C．最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅 D．在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热 6．关于线圈的自感系数大小的下列说法中正确的是（ ） A．通过线圈的电流越大，自感系数越大 B．线圈中的电流变化越快，自感系数越大 C．插有铁芯时线圈的自感系数会比它没有插入铁芯时大 D．线圈的自感系数与电流的大小，电流变化的快慢，是否有铁芯等都无关 7．图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触）， 人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动旋钮拉线可以改变磁铁与飞轮间的距离．下列 说法正确的有（　　） A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力 B．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小 C．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小 D．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越弱 8．如图所示的电路中， L1 、 下列说法正确的是（　　） L2 R L 是完全相同的灯泡，线圈 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻 相等。 S L1 S L1 S L1 S L2 A．闭合开关 时， B．闭合开关 后， C．断开开关 时， D．断开开关 时， 先亮、 、 、 L2 L2 L2 后亮，最后它们一样亮 始终一样亮 都要过一会才熄灭 立刻熄灭、 L1 过一会才熄灭 9．电磁驱动是 21 世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。多国科学家都致力于此项 研究。据 2015 年央广新闻报道，美国国家航空航天局 NASA 在真空成功试验了电磁驱动引擎，如果得以 应用。该技术将在未来的星际旅行中派上大用场。在日常生活中，比如摩托车和汽车上装有的磁性转速表 就是利用了电磁驱动原理。如图所示，是磁性式转速表及其原理图，关于磁性式转速的电磁驱动原理，下 列说法正确的是（　　） A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动 B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力面转动 C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反 D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的 10．如图是测定自感系数很大的线圈 L 的直流电阻的电路图，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈 的直流电压。在测量完毕后，拆除实验电路时应（　　） A．先断开 S1 B．先断开 S2 C．先拆除电流表 D．先拆除电阻 R 11．如图所示的电路中，a、b 为两盏完全相同的灯，L 是自感线圈，线圈的直流电阻值跟灯的电阻值相等。 则下列说法正确的是（　　） A．合上开关后，a、b 两灯同时亮起来，最后一样亮 B．合上开关后，a 灯先亮起来，b 灯后亮 C．断开开关后，b 灯逐渐熄灭，没有出现闪亮一下的现象 D．断开开关后，a 灯马上熄灭，b 灯先闪亮一下，然后逐渐熄灭 12．如图，A、B 是两个完全相同的灯泡，L 是自感线圈，自感系数很大，电阻可以忽略，则以下说法正确 的是（　　） A．当 K 闭合时，A 灯先亮，B 灯后亮 B．当 K 闭合时，B 灯先亮 C．当 K 闭合时，A、B 灯同时亮，随后 B 灯更亮，A 灯熄灭 D．当 K 闭合时，A、B 灯同时亮，随后 A 灯更亮，B 灯亮度不变 13．如图的电路中，A、B 是两个相同的灯泡；L 是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已 知闭合 S 且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　） A．闭合 S 时，两灯同时正常发光 B．闭合 S 时，B 比 A 先达到正常发光状态 C．断开 S 时，A 灯先闪亮一下后逐渐熄灭 D．断开 S 时，B 灯先闪亮一下后逐渐熄灭 14．如图为演示自感现象的实验电路， A1、A 2 为相同的灯泡，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻 器 R 接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　） A．接通开关 S，灯 B．接通开关 S，灯 C．断开开关 S，灯 D．断开开关 S，灯 A1、A 2 A2 逐渐变亮， A1、A 2 A1 立即变亮 A1 立即变亮 逐渐熄灭 逐渐熄灭， A2 闪一下逐渐熄灭 15．下图所示，闭合小金属球从高 h 处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说 法正确的是（　　） A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 h C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 h D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度大于 h 二、填空题（共 4 题） 16．磁场的能量 （1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。 （2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。 （3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。 17．手机是利用_______传送信号的；电磁炉是利用________加热的；医院里常用的 CT 检查是利用______ ___来成像的． 18．人造卫星绕地球运行时，轨道各处的地磁场的强弱并不相同，因此，金属外壳的人造地球卫星运行时， 外壳中总有微弱的感应电流。在卫星关闭发动机的运动过程中卫星的机械能转化为______，运动轨道距离 地面的距离会________（变大、变小、保持不变）。 19．在研究自感现象时，自感系数较大的线圈一般都有直流电阻，某同学利用如图 a 所示的电路采用伏安 法测定线圈的直流电阻，在实验测量完毕后，将电路拆去时应（______） A．先断开开关 S1 B．先断开开关 S2 C．先拆去电流表 D．先拆去电源 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，L 是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为 E=6V，开关 S 已闭合，当 S 断开时，在 L 中出现的自感电动势 E′=100V，求此时 a、b 两点间的电势差。 21．举例说明电磁感应现象的其他应用及其对现代社会的影响。 22．在如图所示的电路中，L 是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计， L1 和 L2 是两个完全相同的 小灯泡。 （1）当闭合开关 S 时， （2）当断开开关 S 时， L1 L1 和 和 L2 L2 两个灯泡的亮度将如何变化？ 两个灯泡的亮度又将如何变化？ 23．如图所示，a．b 灯分别标有“36V 40W”和“36V　25W”，闭合电键，调节 R，能使 a．b 都正常发光 . 断 开电键后重做实验，电键闭合后看到的现象是什么？稳定后哪只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？ 参考答案 1．A 2．C 3．D 4．D 5．B 6．C 7．A 8．C 9．B 10．B 11．C 12．C 13．B 14．C 15．B 16．磁场 磁场 磁场 涡流； 17．电磁波； 18．电能 电流变化 X 射线 变小 19．B 20．-106V 21． 现代电力的源头――发电机 电磁感应现象最重要的一个应用是制造发电机，其基本原理是：闭合电路的一部分绕成线圈，然后在 磁场中转动切割磁感线，产生感应电流，上课时用到的手摇发电机就能清楚演示这样的发电过程。 厨房中的新型灶具――电磁炉 电磁炉是利用电磁感应现象将电能转换为内能的厨房电器，在电磁炉内部，由整流电路将频率较低的 交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成高频电流(即高速变化的电流)，高速变化的电流流过 线圈会产生高速变化的磁场。当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的材料)底部时，金属体内会产 生无数的小涡流(感应电流)，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西