选修3-2 4.6 互感和自感 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-2 4.6 互感和自感 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 652.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 06:40:28 | ||
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文档简介
选修3-2 4.6 互感和自感 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 在如图所示的电路中， 为电阻很小的线圈，和为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表。当开关 闭合时，电流表、的指针都偏向右方，那么当断开开关 时，将出现的现象是
A. 和的指针都立即回到零点
B. 的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点
C. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
2. 如图所示的电路中， 、 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。下列说法正确的是
A. 闭合开关 ， 先亮、 后亮，最后它们一样亮
B. 闭合开关 ， 、 始终一样亮
C. 断开开关 ， 、 都要过一会才熄灭
D. 断开开关 ， 立刻熄灭、 过一会才熄灭
3. 在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关 由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关 处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件。在下图的方案中可行的是
A. B.
C. D.
4. 关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是
A. 线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B. 对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C. 一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变
D. 自感电动势总与原电流方向相反
5. 如图所示， 是电阻不计的自感线圈， 是电容器， 为电源，在开关 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是
A. 闭合瞬间， 板带正电， 板带负电
B. 保持闭合， 板带正电， 板带负电
C. 断开瞬间， 板带正电， 板带负电
D. 由于线圈 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
6. 如图所示为手机无线充电。在充电基座和具有无线充电功能的手机中分别装有送电线圈和受电线圈。将充电基座接入家庭电路，将手机放在基座上面，即可实现无线充电。下列说法正确的是
A. 利用恒定电流和交变电流都可以实现无线充电
B. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D. 送电线圈和受电线圈必须正对才能充电
7. 在如图所示的电路中， 、 为两个完全相同的灯泡， 为自感线圈， 为电源， 为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是
A. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
B. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
C. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
D. 合上开关， 、 同时亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
8. 随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装置（主要装置是线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到 左右。无线充电桩一般采用平铺式放置，用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电。目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为 ，允许的错位误差一般为 左右。下列说法正确的是
A. 无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B. 车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C. 车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D. 若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到
9. 如图所示，在铁芯 上绕着两个线圈 和 ，则
A. 线圈 输入正弦交变电流，线圈 可输出恒定电流
B. 线圈 输入恒定电流，穿过线圈 的磁通量一定为零
C. 线圈 输出的交变电流不对线圈 的磁场造成影响
D. 线圈 的磁场变化时，线圈 中一定有电场
10. 如图中灯泡 、 完全相同，带铁芯的线圈 的电阻可忽略不计，则
A. 闭合瞬间， 、 同时发光，接着 变暗 变得更亮
B. 闭合瞬间， 不亮 立即亮
C. 闭合瞬间， 、 都不立即亮
D. 稳定后再断开 瞬间， 熄灭， 灯亮且比 更亮
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中 是一个带铁芯的线圈， 是一只灯泡，电键 处于闭合状态，电路是接通的。现将电键 断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡 的电流方向是从 端到端 。（填 端或 端）
12. 如图所示，线圈的直流电阻为 ， 线圈的自感系数较大，电源的电动势为 ，内阻不计，则在闭合 的瞬间，通过 的电流为 ，通过 的电流为 ； 闭合后电路中的电流稳定时，断开 的瞬间，通过 的电流为 ，方向与原电流方向 。
13. 如图是演示断电自感现象的实验装置示意图， 是一个自感线圈， 是小灯泡，合上开关 后小灯泡能正常发光。突然断开开关 时。通过小灯泡的电流方向是从 到 ，此时由 对小灯泡供电。
14. 如图所示的电路， 为自感线圈， 是一个灯泡， 是电源，当 闭合瞬间，通过电灯的电流方向是 。当 切断瞬间，通过电灯的电流方向是 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。
16. 如图所示，自感线圈的自感系数很大，直流电阻为零，开关 原来是合上的，在 断开后：
（1）若电阻 ，灯泡明暗情况如何变化
（2）若电阻 ，灯泡明暗情况如何变化
17. 如图所示，线圈自感系数 ，电源电动势 .在移动滑动变阻器 的滑片 瞬时，由于电流变化，在线圈上产生的自感电动势为 ，其极性为下正上负（）.求：
（1）此时电流变化率多大 变阻器滑片 向哪个方向移动
（2）若 断开瞬间，电流在 内由 减小到零，在开关 两端的电压多大 哪端电势高
答案
第一部分
1. D
【解析】自感电动势总是阻碍原电流的变化，当导体中的电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，当导体中的电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同。题中 断开瞬间，由于 的自感作用，使 内的电流不能立即消失，而是与原电流同向，即沿 、、方向在闭合回路中继续维持一个较短的时间。另外还要注意电流表的指针偏转方向和电流流向间的关系。
2. C
3. D
4. C
【解析】线圈的自感系数由线圈本身的因素决定。
，而不是 ，C对，A、B错。
线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反D错。
5. A
【解析】当 闭合瞬间， 内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电， 板带正电， 板带负电，A项正确；
当 保持闭合时， 的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；
当 断开瞬间， 内的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在 、 组成的回路中给电容器充电，使 板带正电， 板带负电，C项错误。
6. C
【解析】A、若利用恒定电流，从而不会产生感应电流，故A错误；
B、由于送电线圈中通入交变电流，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，产生的磁场也是周期性变化的；
CD、无线充电利用的是电磁感应原理，发生电磁感应现象时，故C正确。
7. B
【解析】由图可以看出， 、 灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作。但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使 灯后亮，则合上开关， 先亮， 后亮。当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由 、 及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，故ACD错误，B正确。
8. B
9. D
【解析】在同一铁芯上具有相同的 ， 中输入正弦交流电时， 按正弦规律变化，则 中产生变化的电流，故 A 错。
中输入恒定电流时， 中磁通量恒定不为零，而 为零，故 B 错。
线圈 、 中的电流都对铁芯上的 产生影响，即按互感原理工作，故 C 错。
中的磁场变化，即 变化， 中一定有电场产生，故 D 正确。
10. A
第二部分
11. ；
12. ；；；相反
【解析】 闭合瞬间，线圈有较大的电感，所以线圈所在的支路相当于断路，电流为零；稳定后，线圈对电流的阻碍作用为直流电阻：；开关 断开的瞬间，线圈产生自感电动势，且 与 组成闭合回路，所以通过 的电流为 ，且方向与原电流方向相反。
13. ；；
14. ；
【解析】如图，当 闭合瞬间，通过灯 的电流方向为 到 。
当 切断瞬间， 灯中原来的电流消失。通过线圈的电流要减小，穿过线圈的磁通量减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知，线圈右端相当于电源的正极，左端相当于电源的负极，则通过灯 的电流方向由 到 。
第三部分
15. 当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。
16. （1） 小灯泡在熄灭前不会比原来变得更亮，而逐渐变暗到熄灭
【解析】当 断开后，原来电源提供的电流 立即消失，但自感线圈贮存的磁场能释放变成电能通过小灯泡。通过自感线圈的电流 由于自感的作用，在电路切断后是逐渐衰减的，因而小灯泡逐渐变暗到熄灭。
因为 ，即 ，所以小灯泡在熄灭前不会比原来变得更亮，而逐渐变暗到熄灭。
（2） 小灯泡开始比原来更亮，再逐渐变暗，直到熄灭
【解析】因为 ，即 ，所以小灯泡开始比原来更亮，再逐渐变暗，直到熄灭。
17. （1） ；向左
【解析】由自感电动势公式，得 ，将题中数据代入即得
（2） ；
【解析】 ，并能判断 正 负，故在开关 两端的电压
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 在如图所示的电路中， 为电阻很小的线圈，和为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表。当开关 闭合时，电流表、的指针都偏向右方，那么当断开开关 时，将出现的现象是
A. 和的指针都立即回到零点
B. 的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点
C. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
2. 如图所示的电路中， 、 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。下列说法正确的是
A. 闭合开关 ， 先亮、 后亮，最后它们一样亮
B. 闭合开关 ， 、 始终一样亮
C. 断开开关 ， 、 都要过一会才熄灭
D. 断开开关 ， 立刻熄灭、 过一会才熄灭
3. 在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关 由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关 处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件。在下图的方案中可行的是
A. B.
C. D.
4. 关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是
A. 线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B. 对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C. 一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变
D. 自感电动势总与原电流方向相反
5. 如图所示， 是电阻不计的自感线圈， 是电容器， 为电源，在开关 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是
A. 闭合瞬间， 板带正电， 板带负电
B. 保持闭合， 板带正电， 板带负电
C. 断开瞬间， 板带正电， 板带负电
D. 由于线圈 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
6. 如图所示为手机无线充电。在充电基座和具有无线充电功能的手机中分别装有送电线圈和受电线圈。将充电基座接入家庭电路，将手机放在基座上面，即可实现无线充电。下列说法正确的是
A. 利用恒定电流和交变电流都可以实现无线充电
B. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D. 送电线圈和受电线圈必须正对才能充电
7. 在如图所示的电路中， 、 为两个完全相同的灯泡， 为自感线圈， 为电源， 为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是
A. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
B. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
C. 合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
D. 合上开关， 、 同时亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
8. 随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装置（主要装置是线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到 左右。无线充电桩一般采用平铺式放置，用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电。目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为 ，允许的错位误差一般为 左右。下列说法正确的是
A. 无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B. 车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C. 车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D. 若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到
9. 如图所示，在铁芯 上绕着两个线圈 和 ，则
A. 线圈 输入正弦交变电流，线圈 可输出恒定电流
B. 线圈 输入恒定电流，穿过线圈 的磁通量一定为零
C. 线圈 输出的交变电流不对线圈 的磁场造成影响
D. 线圈 的磁场变化时，线圈 中一定有电场
10. 如图中灯泡 、 完全相同，带铁芯的线圈 的电阻可忽略不计，则
A. 闭合瞬间， 、 同时发光，接着 变暗 变得更亮
B. 闭合瞬间， 不亮 立即亮
C. 闭合瞬间， 、 都不立即亮
D. 稳定后再断开 瞬间， 熄灭， 灯亮且比 更亮
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中 是一个带铁芯的线圈， 是一只灯泡，电键 处于闭合状态，电路是接通的。现将电键 断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡 的电流方向是从 端到端 。（填 端或 端）
12. 如图所示，线圈的直流电阻为 ， 线圈的自感系数较大，电源的电动势为 ，内阻不计，则在闭合 的瞬间，通过 的电流为 ，通过 的电流为 ； 闭合后电路中的电流稳定时，断开 的瞬间，通过 的电流为 ，方向与原电流方向 。
13. 如图是演示断电自感现象的实验装置示意图， 是一个自感线圈， 是小灯泡，合上开关 后小灯泡能正常发光。突然断开开关 时。通过小灯泡的电流方向是从 到 ，此时由 对小灯泡供电。
14. 如图所示的电路， 为自感线圈， 是一个灯泡， 是电源，当 闭合瞬间，通过电灯的电流方向是 。当 切断瞬间，通过电灯的电流方向是 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。
16. 如图所示，自感线圈的自感系数很大，直流电阻为零，开关 原来是合上的，在 断开后：
（1）若电阻 ，灯泡明暗情况如何变化
（2）若电阻 ，灯泡明暗情况如何变化
17. 如图所示，线圈自感系数 ，电源电动势 .在移动滑动变阻器 的滑片 瞬时，由于电流变化，在线圈上产生的自感电动势为 ，其极性为下正上负（）.求：
（1）此时电流变化率多大 变阻器滑片 向哪个方向移动
（2）若 断开瞬间，电流在 内由 减小到零，在开关 两端的电压多大 哪端电势高
答案
第一部分
1. D
【解析】自感电动势总是阻碍原电流的变化，当导体中的电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，当导体中的电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同。题中 断开瞬间，由于 的自感作用，使 内的电流不能立即消失，而是与原电流同向，即沿 、、方向在闭合回路中继续维持一个较短的时间。另外还要注意电流表的指针偏转方向和电流流向间的关系。
2. C
3. D
4. C
【解析】线圈的自感系数由线圈本身的因素决定。
，而不是 ，C对，A、B错。
线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反D错。
5. A
【解析】当 闭合瞬间， 内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电， 板带正电， 板带负电，A项正确；
当 保持闭合时， 的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；
当 断开瞬间， 内的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在 、 组成的回路中给电容器充电，使 板带正电， 板带负电，C项错误。
6. C
【解析】A、若利用恒定电流，从而不会产生感应电流，故A错误；
B、由于送电线圈中通入交变电流，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，产生的磁场也是周期性变化的；
CD、无线充电利用的是电磁感应原理，发生电磁感应现象时，故C正确。
7. B
【解析】由图可以看出， 、 灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作。但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使 灯后亮，则合上开关， 先亮， 后亮。当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由 、 及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，故ACD错误，B正确。
8. B
9. D
【解析】在同一铁芯上具有相同的 ， 中输入正弦交流电时， 按正弦规律变化，则 中产生变化的电流，故 A 错。
中输入恒定电流时， 中磁通量恒定不为零，而 为零，故 B 错。
线圈 、 中的电流都对铁芯上的 产生影响，即按互感原理工作，故 C 错。
中的磁场变化，即 变化， 中一定有电场产生，故 D 正确。
10. A
第二部分
11. ；
12. ；；；相反
【解析】 闭合瞬间，线圈有较大的电感，所以线圈所在的支路相当于断路，电流为零；稳定后，线圈对电流的阻碍作用为直流电阻：；开关 断开的瞬间，线圈产生自感电动势，且 与 组成闭合回路，所以通过 的电流为 ，且方向与原电流方向相反。
13. ；；
14. ；
【解析】如图，当 闭合瞬间，通过灯 的电流方向为 到 。
当 切断瞬间， 灯中原来的电流消失。通过线圈的电流要减小，穿过线圈的磁通量减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知，线圈右端相当于电源的正极，左端相当于电源的负极，则通过灯 的电流方向由 到 。
第三部分
15. 当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。
16. （1） 小灯泡在熄灭前不会比原来变得更亮，而逐渐变暗到熄灭
【解析】当 断开后，原来电源提供的电流 立即消失，但自感线圈贮存的磁场能释放变成电能通过小灯泡。通过自感线圈的电流 由于自感的作用，在电路切断后是逐渐衰减的，因而小灯泡逐渐变暗到熄灭。
因为 ，即 ，所以小灯泡在熄灭前不会比原来变得更亮，而逐渐变暗到熄灭。
（2） 小灯泡开始比原来更亮，再逐渐变暗，直到熄灭
【解析】因为 ，即 ，所以小灯泡开始比原来更亮，再逐渐变暗，直到熄灭。
17. （1） ；向左
【解析】由自感电动势公式，得 ，将题中数据代入即得
（2） ；
【解析】 ，并能判断 正 负，故在开关 两端的电压
第1页（共1 页）