2.4互感和自感 课时练习（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 课时练习（解析版）
1．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
2．在图示电路中，电阻R和线圈L的阻值相同，和是两个完全相同的灯泡，线圈电感足够大，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关瞬时，比更亮
B．闭合开关瞬时，和的亮度相同
C．断开开关后，立即熄灭，慢慢熄灭
D．断开开关后，和都慢慢熄灭
3．随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。在不久的将来各大公共场所都会装有这种设备，用户可以随时进行无线充电，十分便捷。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（　　）
A．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
B．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
C．送电线圈和受电线圈无法通过互感实现能量传递
D．由于手机和基座没有导线连接，所以传递能量没有损失
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个完全相同的小灯泡，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，B灯先亮，A灯逐渐亮
B．开关S闭合瞬间，A灯先亮，B灯逐渐亮
C．开关S断开瞬间，A、B灯同时熄灭
D．开关S断开瞬间，B灯亮一下才熄灭，A灯立即熄灭
5．如图所示的电路中，灯泡、的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．当接通电路时先亮，后亮，最后比亮
B．当接通电路时和始终一样亮
C．当断开电路时和都过一会儿熄灭
D．当断开电路时立即熄灭，过一会儿熄灭
6．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻小于小灯泡的电阻，A和B是两个相同的小灯泡，当开关S断开的瞬间（　　）
A．A、B两灯同时熄灭
B．B灯先熄灭，A灯后熄灭
C．A灯先熄灭，B灯亮一下之后熄灭
D．A灯先熄灭，流过B灯的电流方向不变
7．如图所示，A、B、F是三个相同的小灯泡，C为电容器，D为理想二极管（正向电阻为零、反向电阻无穷大），L为电感线圈（自感系数很大、直流电阻为零），下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关，小灯泡A立即亮
B．闭合开关，电路稳定后，小灯泡A、B、F亮度相同
C．电路稳定后，断开开关，小灯泡B会闪亮一下
D．电路稳定后，断开开关，小灯泡A立即熄灭
8．如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下面能发生的情况是 （ ）
A．B比A先亮，然后B熄灭
B．A比B先亮，然后A熄灭
C．A、B一起亮，然后B熄灭
D．A、B一起亮，然后A熄灭
9．在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是（　　）
A．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃后起降压限流作用
B．日光灯点燃后，镇流器不再起作用，可以将镇流器去掉
C．日光灯正常发光时，日光灯管两端的电压等于220V
D．日光灯点燃后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗
10．如图所示，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略，G为电流传感器，下列说法中正确的是（　　）
A．S闭合瞬间，A、B同时亮，然后A逐渐变暗最后熄灭
B．S闭合瞬间，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．S断开瞬间，A、B立即熄灭
D．S断开瞬间，G中电流突然增大，且方向向右
11．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是
A．图1中，A1与L1的电阻值不相同
B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图2中，变阻器R与L2的电阻值不相同
D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
12．如图所示电路中，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（　　）
A．合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2较亮
C．断开开关K切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会才熄灭
D．断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
13．家用日光灯电路如图示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，说法正确的是（　　）
A．镇流器的作用是将交流电变为直流电
B．日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分开的
C．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的
D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作
14．如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是欧姆表的内部电路图，丁图是速度选择器，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度不变
B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡A可能会突然闪亮一下
C．丙图在测量电阻时，电流从A经过R流向B
D．丁图中电子从右向左运动时，可能是直线运动
15．如图所示，无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的“辫子”瞬间脱离电网线，这时可观察到有电火花闪现。请说一说电火花产生的原因。
16．一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气（）的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值的细导线绕制、匝数的圆环形螺线管，细导线的始末两端c、d与阻值的电阻连接。螺线管的横截面是半径的圆，其中心与长直导线的距离。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I，其图像如图乙所示。为便于计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为，其中。
（1）求内通过长直导线横截面的电荷量Q；
（2）求时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量；
（3）若规定为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过电阻R的图像；
（4）若规定为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的图像。
参考答案
1．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。
2．A
【详解】
AB．闭合开关瞬时，由于线圈电感足够大，电感线圈相当于断路，灯泡A2与电阻R并联再与A1串联，所以比更亮，故A正确，B错误；
CD．断开开关后，立即熄灭，由于电感线圈中的电流减小，则线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，且线圈与灯组成回路，即慢慢熄灭，故CD错误。
故选A。
3．B
【详解】
AB．送电线圈通入正弦式交变电流,则产生的磁场为交变磁场，由楞次定律可知受电线圈中感应电流产生的磁场为交变磁场，故B正确，A错误；
C．送电线圈和受电线圈可以通过互感实现能量传递，故C错误；
D．由于有漏磁现场的存在，所以能量的传递过程有损失，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
AB．当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮,故A、B错误；
CD．当开关S断开瞬间，A灯没有电压，立即熄灭．当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，使B灯过一会儿熄灭．故C错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查对通电自感和断电自感的理解，可根据楞次定律理解记忆，注意线圈的电阻几乎为零，是解题的关键．
5．C
【详解】
AB. 当闭合S时，A2立即亮，而自感线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，由于自感线圈L的电阻可以忽略，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，AB错误；
CD. 当断开S时，通过A2的原来的电流立即消失，由于线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，D错误，C正确。
故选C。
6．C
【详解】
L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻小于小灯泡的电阻，所以断开开关前，通过线圈的电流大于通过B灯泡的电流，断开开关后，线圈与B灯泡构成回路，所以A灯泡立刻熄灭，线圈要阻碍其电流的减小，从而产生等大同向感应电流，所以B灯泡电流会先变大，B灯亮一下之后熄灭。
故选C。
7．C
【详解】
AB．闭合开关，电感线圈L对电流起阻碍作用，二极管为反向，故小灯泡A慢慢变亮，电路稳定后灯泡B也不亮，故AB错误；
C．电路稳定后，断开开关，此时电感线圈阻碍电流减小，充当电源，B、D、L组成回路，小灯泡有瞬间电流通过，则小灯泡B会闪亮一下，故C正确；
D．灯泡A和电容器并联，当电路稳定后，断开开关，电容器通过灯泡A放电，灯泡A不会立即熄灭。故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
当开关S闭合时，电源的电压同时加到两个灯泡上，它们会一起亮；
当电路稳定时，由于电感线圈的电阻不计，相当于导线，线圈将B灯逐渐短路，B灯变暗直至熄灭。
故选C。
【点睛】
本题考查了电感线圈L对电流发生突变时的阻碍作用，关键要抓住线圈的双重作用：当电流变化时，产生感应电动势，相当于电源；而当电路稳定时，相当于导线，能将并联的灯泡短路。
9．A
【解析】
【详解】
日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如下图所示：
在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，而镇流器还要起降压限流作用，日光灯管两端的电压小于220V不能去掉，故A正确，BCD错误；
10．A
【详解】
AB．闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流的增大，由于线圈L直流电阻可忽略，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮，故A正确，B错误；
CD．断开S时，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A灯闪亮一下后熄灭，即G中电流突然增大，但方向向左，故C错误，D错误。
故选A。
11．A
【详解】
AB．图1中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明在电路稳定时通过L1的电流大于通过灯A1的电流，即A1的电阻大于L1的电阻值，选项A正确，B错误；
C．图2中，电键闭合最终A2与A3的亮度相同，可知上下两个支路的电流相同，电阻相同，即变阻器R与L2的电阻值相同，选项C错误；
D．图2中，闭合S2瞬间，由于L2中产生感应电动势阻碍电流增加，可知L2中电流比变阻器R中电流小，选项D错误；
故选A.
12．AD
【详解】
AB．合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮。故A正确，B错误；
CD．断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭。故C错误，D正确。
故选AD。
13．BD
【详解】
A．镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，不能将交流电转化为直流电，故A错误；
B．电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U形片冷却收缩，两个触片分离，故B正确；
C．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，故C错误；
D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作，故D正确；
故选BD。
14．AB
【解析】A、根据得，粒子的最大速度，可知最大速度与加速电压无关．只和磁场区域的半径有关；故A正确．B、电键断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡A，所以灯泡A不会立即熄灭，若断开前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下然后逐渐熄灭．若断开前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下．故B正确．C、丙图为多用电表的欧姆档；需要进行欧姆调零，测量的电流都是从正极出发流过黑表笔，流过电阻R，最后从红表笔进表到电源的负极，故C错误．D、丁图利用了速度选择器的原理，电子从右向左运动时，洛伦兹力和电场力都向上，则向上偏转；此装置只能从左向右选择速度，故D错误．故选AB．
【点睛】本题考查了回旋加速器、自感现象、多用电表的使用以及速度选择题的原理等基础知识点，关键要理解各种现象的原理，即可轻松解决．
15．由于自感现象产生很大的感应电动势，从而产生电火花。
【详解】
“辫子”脱离电网线的瞬间电流减小，车内的线圈所产生的自感电动势很大，在“辫子”与电网线的空隙的空气被电离，从而产生电火花。
16．（1）；（2）；（3）见解析；（4）见解析
【详解】
（1）由电量和电流的关系可知图像下方的面积表示电荷量，因此有
代入数据解得
（2）由磁通量的定义可得
代入数据可得
（3）在时间内电流均匀增加，有楞次定律可知感应电流的方向，产生恒定的感应电动势
由闭合回路欧姆定律可得
代入数据解得
在电流恒定，穿过圆形螺旋管的磁场恒定，因此感应电动势为零，感应电流为零，而在时间内电流随时间均匀变化，斜率大小和大小相同，因此电流大小相同，由楞次定律可知感应电流的方向为，则图像如图所示
（4）考虑自感的情况下，线框会产生自感电动势阻碍电流的变化，因此开始时电流是缓慢增加的，过一段时间电路达到稳定后自感消失，电流的峰值和之前大小相同，在时间内电路中的磁通量不变化电流要减小为零，因此自感电动势会阻碍电流的减小，使得电流缓慢减小为零。同理，在内电流缓慢增加，过一段时间电路达到稳定后自感消失，在之后，电路中的磁通量不变化电流要减小为零，因此自感电动势会阻碍电流的减小，使得电流缓慢减小为零。图像如图