2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册 2.4互感和自感 同步作业（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
2.4互感和自感
同步作业（解析版）
1．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮
B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮
C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下
D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭
2．如图，平行导轨左端接有电阻和线圈，导体棒MN与导轨垂直，其右侧存在垂直于纸面的匀强磁场，MN保持向右做匀速运动，且与导轨接触良好，则MN中电流随时间变化的图像可能正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示的电路中，a，b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　）
A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭
C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭
4．如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻与灯泡的电阻R满足，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到（　　）
A．灯泡立即熄灭
B．灯泡逐渐熄灭
C．灯泡有闪亮现象
D．只有在时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象
5．目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，如图所示。工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是（　　）
A．汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减少
B．汽车离开线圈B时，回路电流将减少
C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高
D．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高
6．日光灯镇流器的作用有（　　）
A．启动器动、静触片接触时，镇流器产生瞬时高压
B．正常工作时，镇流器降压限流保证日光灯正常工作
C．正常工作时，使日光灯管的电压稳定在220
V
D．正常工作时，不准电流通过日光灯管
7．如图，已知电阻R1=3Ω、R2=15Ω、R3=60Ω，电容器电容C=20μF，灯泡L1的电阻恒为2Ω，灯泡L2的电阻恒为1Ω，电感线圈L的直流电阻近似为0Ω，自感系数很大，直流电源E=12V，内阻r=4Ω，二极管的正向电阻为R4=12Ω，二极管的反向电阻无穷大，电流表为理想电流表。开关K1闭合，K2断开，以下说法正确的是（　　）
A．理想电流表的示数约为0.63A
B．将一带电微粒（不计重力）放入电容板中点处时，微粒不会运动
C．同时闭合开关K1和K2瞬间，L1和L2同时发光
D．同时闭合开关K1和K2，待电路稳定后，断开K1，则灯泡L1闪亮一下才慢慢熄灭
8．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡a、b与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路（线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略），关于这个实验下面说法中正确的是（　　）
A．闭合开关的瞬间，a、b一起亮，然后a熄灭
B．闭合开关的瞬间，b比a先亮，然后b逐渐变暗
C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，b逐渐变暗，a闪亮一下然后逐渐变暗
D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b灯中的电流方向均为从左向右
9．如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（　　）
A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭
B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭
C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭
D．接通时A2先达最亮，断开时A1先灭
10．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯更亮
D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
11．如图所示灯泡A1、A2的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）
A．当接通电路时，A1和A2始终一样亮
B．当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮
C．当断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会几才熄灭
D．当断开电路时，两灯都立即熄灭
12．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到（　　）
A．灯泡变暗
B．灯泡变亮
C．螺线管缩短
D．螺线管长度不变
13．如图为演示自感现象的实验电路，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，灯立即变亮
B．接通开关S，灯逐渐变亮，立即变亮
C．断开开关S，灯逐渐熄灭
D．断开开关S，灯逐渐熄灭，闪一下逐渐熄灭
14．如图所示电路中，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻不计，合上开关S，电路稳定时两灯泡都正常发光，且亮度相同，则（　　）
A．闭合开关S，A灯逐渐变亮
B．A灯电阻小于B灯电阻
C．断开开关S，A灯立即熄灭
D．断开开关S，B灯闪亮一下后熄灭
15．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
16．如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器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．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯、同时变亮
B．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯逐渐变亮，立即变亮
C．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯、同时变暗
D．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯逐渐变亮，立即变亮
17．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，是两个完全相同的灯泡，滑动变阻器电阻的最大阻值是阻值的两倍，则（　　）
A．若将的阻值调到与的阻值相等，闭合开关S后，同时达到最亮
B．若将的阻值调到与的阻值相等，闭合开关S后，均缓慢亮起来
C．若将的阻值调到最大，闭合开关S，电路稳定后，断开开关S，缓慢熄灭，闪亮一下后再缓慢熄灭
D．若将的阻值调到最大，闭合开关S，电路稳定后，断开开关S，缓慢熄灭，立即熄灭
18．下列实验或器件应用自感现象的是（　　）
A．电磁感应实验
B．日光灯电路
C．直流电动机
D．电磁灶
19．如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有（　　）
A．S闭合的瞬间，a、b、c三灯一样亮
B．S闭合的瞬间，b灯最亮
C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭
D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗
20．如图所示电路中，L为一自感线圈，两支路电阻相等，则（　　）
A．闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数大于电流表A2的示数
B．闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数
C．闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数
D．断开开关S时，稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数
参考答案
1．D
【详解】
AB．开关S闭合瞬间，线圈L因自感对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此两灯同时亮且亮度相同，稳定后B灯被短路熄灭，A灯更亮，故选项AB均错误；
CD．电路稳定后当开关S突然断开瞬间，A灯中不会再有电流通过，故A灯马上熄灭，由于线圈的自感使得线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源与B灯构成闭合回路放电，B灯闪亮一下再熄灭，故选项C错误，D正确；
故选D。
2．A
【详解】
因为导体棒产生的感应电动势恒定，所以线圈中的自感电动势逐渐减小，根据可得，图像的斜率逐渐减小。
故选A。
3．C
【详解】
合上开关，因为线圈的自感，所以b先亮，a逐渐变亮；断开前，由于线圈有电阻，两灯泡一样，所以a灯泡电流较小，断开开关，a、b及线圈构成回路，因为自感，a灯泡的小电流经过b灯，会同时逐渐熄灭，不会发生闪亮现象。
故选C。
4．B
【详解】
开关S闭合电路稳定时，由于线圈直流电阻大于灯泡电阻，故线圈上的电流小于灯泡上的电流，断开瞬间，在线圈上产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流随着断开开关瞬间消失，而灯泡和线圈形成闭合回路，流过线圈的电流流过灯泡，因此灯泡逐渐熄灭。只有当线圈额直流电阻大于灯泡电阻，断开时，才会出现灯泡的闪亮现象。
故选B。
5．D
【详解】
AC．汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端得电压将减小，AC错误；
BD．汽车远离线圈时，线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端得电压将增大，D正确，B错误。
故选D。
6．B
【详解】
AB．光灯点亮后，启动器的动、静触片是断开的，日光灯在启辉时，由镇流器产生高压，灯管内的惰性气体在高压下电离，形成气体导电电流，即由电子形成电路连接灯光两端，启动器不再起作用，A错误，B正确；
C．日光灯只有在开启的一瞬间需要高压，工作时则需低压以免烧坏灯丝．故正常工作时日光灯管的电压比220V低，C错误；
D．正常工作时，日光灯管中的电流很小，不是没有电流流过，D错误。
故选B。
7．D
【分析】
考查带电容、电感和二极管的闭合电路动态分析。
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律，电流表示数
故A项错误；
B．电容器并联在R1两端，有电压，放入带电微粒不会静止，故B项错误；
C．同时闭合开关K1和K2瞬间，L1发光，L2支路由于有电感，故缓缓变亮，C项错误；
D．闭合开关K1和K2电路稳定后，流经L1的电流小于L2的电流，断开K1，流经L1的电流反向、变大，所以灯泡L1闪亮一下才慢慢熄灭，D项正确。
故选D。
8．B
【详解】
AB．闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故b立即亮，a逐渐变亮。随着a中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故b逐渐变暗，故A错误，B正确；
C．电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对a、b供电，回路中的电流在原来通过a的电流的基础上逐渐变小，故a逐渐变暗，b闪亮一下然后逐渐变暗，故C错误；
D．断开开关后，线圈中的自感电流从左向右，a灯中电流从左向右，b灯中电流从右向左，故D错误；
故选B。
9．A
【详解】
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大，故绝大多数电流都流经A1，即A1先达最亮，由于电阻R的分流作用，A1亮度较低；断开时A2先灭，线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小，产生的感应电流流经A1，故A1后灭，A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【详解】
ABC．闭合开关S时，A灯先亮，由于线圈L产生自感电动势阻碍电流的增大，B灯逐渐变亮，由于线圈电阻可忽略，两灯最后一样亮，ABC错误；
D．断开开关S时，由于线圈L产生自感电动势，与A、B构成闭合回路，故A灯与B灯同时慢慢熄灭，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
AB.
当接通电路时，A2立即正常发光，而线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡A1中电流只能逐渐增大，则A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，电路稳定后，最后两灯一样亮，故B正确，A错误；
CD.
当断开电路时，A2原来方向的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，两灯泡串联和线圈组成回路，由于线圈L的电阻不计，回路中电流从原来值逐渐减小到零，流过A2的电流与原来方向相反，则A1和A2都要过一会儿才熄灭，故CD错误。
故选B。
12．A
【详解】
将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，穿过线圈的磁通量增大，会产生自感现象，从而产生反向的自感电动势，所以通过灯泡的电流减小，由于通过线圈的电流方向相同，螺线管开始处于收缩状态，但是后来电流减小了，线圈之间的安培力减小，则螺线管比开始状态伸长了一点。
故选A。
13．C
【详解】
AB．接通开关S，灯立即变亮，由于线圈的自感，灯逐渐变亮，选项AB错误；
CD．由于为相同的灯泡，滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，所以电路稳定时通过灯的电流相等。断开开关S，电感线圈产生自感电动势阻碍电流减小，则灯、逐渐熄灭，所以C正确，D错误。
故选C。
14．A
【详解】
A．闭合开关S，线圈L中产生自感电动势阻碍电流的增加，可知A灯逐渐变亮，选项A正确；
B．因为L直流电阻不计，合上开关S，电路稳定时两灯泡都正常发光，且亮度相同，可知两灯电阻相同，选项B错误；
CD．断开开关S，则通过B灯的电流立即消失，而由于线圈L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则通过L的电流要在A灯和B灯中重新组成回路，使得两灯均慢慢熄灭，因电键S闭合稳定时，通过两灯的电流相等，则当断开开关S时，B灯不会闪亮，选项CD错误。
故选A。
15．C
【详解】
当K闭合时，由于L会产生很大的自感电动势阻碍通过其电流增大，所以在K闭合后的短暂时间内可将L视为断路，则A、B串联，同时亮。当电路稳定后，自感电动势消失，此时L可以视为导线，则灯泡A被短路，所以熄灭，此后B灯两端电压增大，所以变得更亮，综上所述可知C正确。
故选C。
16．B
【详解】
AB．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，电路总电阻变小，电流变大，并联电路两端电压变大，立即变亮，由于线圈的自感，灯逐渐变亮，选项A错误，B正确；
CD．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，电路总电阻变大，电流变小，并联电路两端电压变小，立即变暗，由于线圈的自感，灯逐渐变暗，选项CD错误。
故选B。
17．C
【详解】
AB．由于和电感线圈串联，线圈要产生自感电动势，要阻碍电流的增加，所以电流只能慢慢增加，故慢慢亮起来；滑动变阻器和
串联，不产生自感现象，立即就亮，AB错误；
CD．线圈与两个电阻和两个灯泡构成闭合回路，回路中电流要减小，线圈中要产生自感电动势，要阻碍电流的减小，所以回路中电流会慢慢减小；但由于的阻值调到最大，开始时通过灯泡B的电流小，故慢慢熄灭，闪亮后才慢慢熄灭，D错误，C正确。
故选C。
18．B
【详解】
A．电磁感应实验是应用了法拉第电磁感应现象，A错误；
B．当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。应用了自感现象，B正确；
C．电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力转动，C错误；
D．电磁灶是利用电磁感应原理制成的；产生热量的原因是利用交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生的涡流而将电磁能转化为热量，D错误；
故选B。
19．D
【详解】
AB．由于通过线圈L的电流会缓慢变化，当电键K闭合瞬间，L中的电流为0，电路的结构为b与c串联后与a并联，所以a支路的电阻值小，流过a的电流大，而流过b、c的电流相等，所以S闭合的瞬间，bc两灯一样亮，a灯最亮。故AB错误；
CD．当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，此时b被短路，a与c并联；电路稳定后，将S断开此时线圈L产生感应电动势，相对于电源电路的结构是a与c串联后与b并联，所以a、c两灯亮度相同且逐渐变暗。故C错误，D正确。
故选D。
20．CD
【详解】
ABC．闭合开关S时，导致线圈中电流增加，则产生反感电动势，从而阻碍电流的增加，所以稳定前电流表A1的示数小于A2的示数，故AB错误，C正确；
D．断开开关S时，导致线圈中电流减小，则产生反感电动势，从而阻碍电流的减小，则线圈与电阻串联构成一个新电路，所以稳定前电流表A1的示数仍等于A2的示数，故D正确。
故选CD。