题目列表(包括答案和解析)
6.如图16-5-14所示,L的直流电阻与电阻R的阻值相同,S1、S2是相同的灯泡.以下说法正确的是( )
A.K闭合的瞬间,S1比S2亮
B.K闭合的瞬间,S2比S1亮
C.K断开的瞬间,S2先灭
D.K断开的瞬间,S1、S2同时熄灭
图16-5-14 图16-5-15
解析:当K闭合时,S1与S2同时亮,但由于L的自感,对电流的阻碍作用比R大,所以S1比S2?要亮一些.断开K时,由于L产生自感电动势,与S1组成闭合回路,而由于导线ab的短接,R和S2上没有电流,所以S1要比S2后暗,S2立即熄灭.
答案:AC
5.如图16-5-13所示电路中,A、B是相同的两个灯泡,L是一个带铁芯的线圈,电阻可不计.调节R,电路稳定时两灯都正常发光,则在开关合上和断开时( )
?
图16-5-13
A.两灯同时点亮、同时熄灭
B.合上S时,B比A先到达正常发光状态
C.断开S时,A、B两灯都不会立即熄灭,通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开S时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
解析:合上S时,B灯立即正常发光.A灯支路中,由于L产生的自感电动势阻碍电流增大,A灯将迟一些时间才能达到正常发光状态,选项A错误、B正确.断开S时,L中产生与原电流方向相同的自感电动势,由它作为电源时给A、B两灯的回路供电,因此两灯都不会立即熄灭.此时流过A灯的电流与原电流同向,流过B灯的电流与原电流反向,如上图所示,选项C错误.因为断开S后,由L作为电源的电流是从原来稳定时通过L中的电流值逐渐减小的,所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭,并不会比原来更亮,选项D错误.正确选项为B.
答案:B
综合·应用
4.如图16-5-12所示,多匝线圈的电阻和电池的内阻可以忽略,两个电阻的阻值都是R.开关S原来开着,电流I0=E/2R.今闭合开关将一电阻短路,于是线圈中有自感电动势产生,这自感电动势( )
?图16-5-12
A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小为零
B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持I0不变
D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还要增大到2I0
解析:当闭合开关S,电阻变小,电流变大,线圈产生的自感电动势阻碍电流增大.但这不是阻止,电流还是要增大,达到稳定时,.
答案:D
3.如图16-5-11中灯泡A1、A2完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略不计,则( )
图16-5-11
A.S闭合瞬间,A1、A2同时发光,接着A1变暗A2变得更亮
B.S闭合瞬间,A1不亮A2立即亮
C.S闭合瞬间,A1、A2都不立即亮
D.稳定后再断开S瞬间,A1熄灭,A1灯亮且比A2更亮
解析:当S闭合瞬间,L支路中的电流从无到有发生“变化”,因此,在L中产生自感电动势阻碍电流增加,由于自感系数很大,对电流的阻碍作用很强,所以S接通的极短时间内L中电流几乎为零,L并没有起到“短路”的作用,A1灯中有电流通过,A1、A2同时亮.由于L中电流从无到有很快稳定,感应电动势消失,上述那种对电流的阻碍作用不再存在,它对A1灯的短路作用形成,A1灯便熄灭,由于电路的电阻变小,A2灯便显得更亮.
答案:A
2.如图16-5-10所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是 …( )
图16-5-10
A.合上开关K接通电路时,A 2先亮,A 1后亮,最后一样亮
B.合上开关K接通电路时,A 1和A 2始终一样亮
C.断开开关K切断电路时,A 2立即熄灭,A 1过一会熄灭
D.断开开关K切断电路时,A 1和A 2?都要过一会才熄灭
解析:K闭合时,A2支路中的电流立即达到最大,A2先亮,A1支路中有一线圈L产生自感电动势阻碍电流增大,使得流过A1的电流不能突变而只能从零开始逐渐增加,所以A1后亮.电流达到最大时,不再变化,自感电动势消失.又由于线圈电阻可以忽略,两灯泡又完全相同,因此两支路电流相同,因而两灯一样亮,所以选项A正确.K断开时,回路的原电流消失,但L中产生的自感电动势,在闭合回路A1A2L中形成感应电流,使流过线圈L和两灯泡A1和A2的电流都逐渐减小,因而A1和A2都是过一会才熄灭.因此选项D正确.
答案:AD
1.下列关于自感的说法中,正确的是( )
A.自感是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C.线圈中产生自感电动势较大的,其自感系数也较大
D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
解析:自感电动势阻碍电流的变化,与原电流方向可能相同,也可能相反.
答案:AD
11.如图16-4-18所示,两水平放置的足够长的平行金属导轨,其间距为L,电阻不计,轨道间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,静止在导轨上的两金属杆ab、cd的质量分别为m 1、m 2,电阻分别为R1、R2.现使ab杆以初速度v0沿导轨向右运动,求cd杆上能产生多少焦耳热?
?图16-4-18
解析:将ab和cd作为系统,它们所受的安培力为内力,系统所受的合外力为零,总动量守恒.在刚开始的一段时间内,回路中存在俯视顺时针方向的感应电流,ab在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的减速运动,cd在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的加速运动,当它们的速度相等时,回路中的磁通量不再变化,不存在感应电流,它们以共同速度向右滑动.设共同速度为v共,由动量守恒定律得:
m1v0=(m1+m2)v共,解得
由能的转化和守恒定律可知,系统损失的机械能等于回路中产生的焦耳热:
因为ab杆和cd是串联接在回路中的,所以cd杆上产生的焦耳热为,
即.
10.如图16-4-17所示,水平放置的光滑导电轨道,处在磁感应强度为B=0.5 T、方向向上的匀强磁场中,轨道上放一根金属杆,长度恰好等于轨道之间的距离L=0.2m,质量m=0.1kg,电阻R=0.02 Ω?跨接在轨道间的电阻R=1.18 Ω,轨道电阻忽略不计,取g=10 m/S2.
图16-4-17
(1)要使金?属杆获得60 m/S的稳定速度,应对它施加多大的水平力F?
(2)在金属杆获得60m/S的稳定速度后,若撤去水平力F,那么此刻以后电阻R上还能放出多少热量?
解析:(1)金属杆获得稳定的速度,就是做匀速运动,它所受到的安培力应与外力是一对平衡力,即F=FB=IBL.ab杆切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv,回路中感应电流,所以,
.
(2)撤去外力F后,金属杆将在安培力的作用下做减速运动,感应电动势在减小,感应电流在减小,安培力在减小,加速度在减小,直到金属杆的速度为零时为止.此过程中金属杆的动能通过安培力做功转化为回路中的电能,再通过电阻转化为电热,由于外电阻R与金属杆是串联关系,在串联电路中,消耗的电能与电阻成正比,故有
QR+Qr=mv2=180J? ①
②
由①②两式解得:QR?=177J.
9.如图16-4-16所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,在半径为a的圆形区域内外磁场方向相反、磁感应强度大小均为B.一半径为b的圆形导线环,电阻为R,放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线横截面的电荷量q为_______.
图16-4-16
解析:初始状态导线环中的磁通量为Φ1=(πb2-πa2)B-πa2B
末状态导线环中的磁通量为Φ2=0
其磁通量的变化量|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=|(πb2-2πa2)B|
产生的电荷量.
答案:
8.(辽宁)如图16-4-15所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计.MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小,则( )
图16-4-15
A.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d
B.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b
C.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d
D.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b
解析:题中等效电路图如右图所示:导体棒MN相当于电源,其电动势E=Blv,其内阻等于R,而,电流方向可用右手定则判定,所以A正确.
答案:A
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