2.5自感现象与日光灯 学科素养提升练（word解析版）

2.5自感现象与日光灯 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小。接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　）
A．在电路（a）中，断开S，A立即熄灭
B．在电路（a）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开S，A立即熄灭
D．在电路（b）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
2．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，LA、LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则（　　）
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB慢慢亮起来，LB立即亮，最终LB更亮一些
C．电路接通稳定后，断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
D．电路接通稳定后，断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB慢慢熄灭，并没有闪亮一下
3．图中的小灯泡A、B完全相同，带铁心的线圈自感系数很大、电阻忽略不计，则（　　）
A．S闭合瞬间，A灯不亮，B灯立即亮
B．S闭合瞬间，B灯不亮，A灯立即亮
C．S闭合瞬间，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，A、B灯立即熄灭
4．如图所示，灯泡与自感线圈并联，灯泡的电阻为R1，线圈的直流电阻为R2，且R1A．当断开K瞬间，灯突然亮一下然后才逐渐熄灭
B．当断开K瞬间，灯立刻熄灭
C．当K断开时，流过灯泡的电流方向仍为从左向右
D．当K断开时，流过灯泡的电流方向变为从右向左
5．2018年3月27日，华为、小米不约而同选在同一天召开发布会。发布了各自旗下首款无线充电手机。小米MIX2S支持7.5W无线充电，华为MateRs保时捷版则支持10W无线充电。如图给出了它们的无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（　　）
A．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
B．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
C．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
6．电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象，在如题图所示的实验电路中，电源电动势为E，内阻是r，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关，在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）
A．当闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变
B．当闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，最后亮度相同
C．再断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到不亮
D．再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
8．如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是（　　）
A．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
C．开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭
D．开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯
9．关于下列四个图，其中说法错误的是（　　）
A． 真空冷炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B． 自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
C． 磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用
D． 铝框运动的原因是铝框中产生了感应电流
10．如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．接通S，甲、乙电路中，A均逐渐变亮
B．同时接通S，乙电路中，A将先亮，且稳定时比甲电路更亮
C．断开S，甲电路中，A将逐渐变暗，乙电路中，A将先闪亮一下，然后逐渐变暗
D．断开S瞬间，甲、乙电路中，通过灯A的电流方向都跟断开前的电流方向相反
11．如图所示电路（电源内阻不计），若开关S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯泡的电流为i2，且线圈直流电阻小于灯泡的电阻。若t1时刻断开S，下列四个图中能正确表示流过灯泡的电流i2随时间t变化关系的是（　　）
A． B．
C． D．
12．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
13．如图所示的电路中，L为自感线圈（电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（　　）
A．合上开关S时，A、B同时亮，之后B变暗直至熄灭，A变亮
B．合上开关S时，A先亮，B后亮
C．断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭
D．断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭
14．如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈，调节乙电路中的滑动变阻器使其阻值均不为零。A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会逐渐熄灭
B．图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向相同
C．图乙中，断开S2瞬间，灯A3闪亮一下再缓慢熄灭
D．图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭
15．某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A，B一样亮
B．开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，然后A变暗一些，B变得更亮
C．开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭
D．开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭
二、解答题
16．按照图连接电路．
（1）开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？
（2）利用已学知识解释该现象。
17．如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5 Ω，R2＝7.5 Ω，线圈的直流电阻可以忽略。闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2 A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4 A，试求电池的电动势和内阻。
参考答案
1．B
【详解】
AB．在电路a中，断开S，L、A串联，由于线圈阻碍电流变小，L相当于电源，导致A将在原亮度基础上渐渐变暗，故A错误，B正确；
CD．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
AB．闭合开关S时，电感线圈由于自感，要阻碍所在支路电流的增加，故LA慢慢亮起来，LB立即亮，因为电阻R2的阻值约等于R1的三倍，根据并联电路的分流原理，最终LA更亮一些。故AB错误；
CD．路接通稳定后，断开开关S时，电感线圈阻碍电流的减小，在并联电路形成一个新的回路，且电流逐渐减小，但最大电流大于LB所在支路的稳定电流值，故LA慢慢熄灭LB闪亮后才慢慢熄灭。故C正确；D错误。
故选C。
3．C
【详解】
ABC．开关S闭合的瞬间，由于线圈自感系数很大，线圈自感，产生自感电动势阻碍原电流流过线圈，从而使得两灯同时获得电压，所以A、B同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，A灯逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小直到为零，流过B灯的电流则逐渐增大，所以A灯变暗，最后熄灭，B灯则变得更亮，故AB错误，C正确；
D．断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
在K断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开K后瞬间，R2的电流要减小，于是R2中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零；原来跟R2并联的灯泡R1，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与R2形成了串联的回路，R2中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡R1中流过，方向由右经过灯泡到左侧；因此，灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭，灯泡中的电流的方向与原电流方向相反；由于 ，所以通过灯泡和线圈的电流关系为 ，通过小灯泡的电流不可能再增大，所以小灯泡不可能闪亮一下，而是先突然变得比原来暗，然后逐渐熄灭。
故选D。
5．A
【详解】
A．根据电磁感应原理，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，所以A正确；
B．手机外壳用金属材料制作会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，所以B错误；
C．不是所有手机都可以进行无线充电，只有手机中有接收线圈时手机利用电磁应，才能进行无线充电，所以C错误；
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，而非“电流的磁效应”，所以D错误；
故选A。
6．C
【详解】
闭合S瞬间，线圈中自感电动势阻碍电流的增加，此时外电路等效电阻最大，然后随时间增加，线圈的阻碍作用减小，即外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。C图符合题中情况，C正确。
故选C。
7．D
【详解】
AB．当闭合开关S时，电源的电压同时加到两灯上，灯泡A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，灯泡B逐渐被短路直到熄灭；由于外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮．选项AB错误；
CD．稳定后再断开开关S后，灯泡A立即熄灭；灯泡B与线圈L构成闭合回路，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，当线圈电流阻碍作用较小后，由闭合电路欧姆定律可知，则总电流增大，灯泡A两端的电压逐渐减小，则导致A灯逐渐变暗，当线圈对电流的电感阻碍作用消失时，灯泡亮度稳定。故A正确；
B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，随着线圈的电感阻碍逐渐减小，B灯逐渐变亮，当线圈对电流没有阻碍时，灯泡亮度稳定。故B错误；
C．开关闭合电路稳定时，通过线圈的电流小于通过灯泡A的电流；在开关断开瞬间，线圈产生自感电动势提供瞬间电压给两灯泡供电，由于不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭。故C错误；
D．在开关断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过A灯，故D错误；
故选A。
9．B
【详解】
A．真空冷炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，故A错误。
B．金属探测器中变化电流遇到金属物体，在被测金属中.上产生涡流来进行探测，故B正确；
C． 磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，吕框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故C错误;
D．吕框磁通量发生了变化，产生了感应电流，故D错误。
故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．接通S，甲电路中，由于灯A与线圈L串联，由于自感的阻碍，灯A逐渐变亮，乙电路中，由于灯A与电阻串联，灯A立即点亮，A错误；
B．由于电阻R和自感线圈L的电阻值相等，稳定时，流过灯泡的电流相同，亮度一样，B错误；
C．甲电路中，由于原来灯A与线圈L串联，电流相等，断开S，灯A中的电流逐渐减小，灯A将逐渐变暗，乙电路中，流过线圈L的电流大与流过灯A的电流，断开S，线圈L中较大的电流通过灯A，故灯A将先闪亮一下，然后逐渐变暗，C正确；
D．断开S瞬间，线圈L中产生的自感电流方向与原来相同，故甲电路中，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同，乙电路中，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相反，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
因为线圈有阻碍电流变化的作用，由题意可知i1>i2，当开关S打开瞬间，由于线圈的自感作用，流经线圈的电流在这一瞬间没变，流经灯泡的电流在这一瞬间的方向产生改变，从右到左方向，且大小为i1，打开开关S时，线圈与灯泡构成闭合电路，随线圈上能量逐渐减小，流经灯泡的电流逐渐减小，因此ABC错误，D正确。
故选D。
12．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。
13．AC
【详解】
AB．合上S时，电路中立即建立了电场，故立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮；但通过线圈的电流要增加，会产生自感电动势，电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故电键闭合后，灯泡A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，A正确，B错误；
CD．断开S时，A灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗，C正确，D错误。
故选AC。
14．AC
【详解】
A．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，L1相当于导线把A1给短路，故灯会逐渐熄灭，A正确；
B．图甲中，闭合S1瞬间电源提供的通过A1的电流方向向右，断开S1瞬间，L1提供的通过A1的电流方向向左，B错误；
CD．图乙中，由于L2电阻不计，稳定时流过A2的电流大于流过A3的电流，断开S2瞬间，L2中的电流逐渐减小，灯A2逐渐熄灭，L2中的电流流过灯A3，大于原来的电流，故A3会闪亮一下再缓慢熄灭，C正确，D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
AB．开关S闭合瞬间，因电感线圈自感很大，故线圈中电流为零，A、B同时亮，随后因线圈对电流的阻碍作用逐渐减小，流经电源的总电流逐渐增大，故流经B的电流逐渐增大，故B变得更亮，因电源无内阻，故路端电压不变，即B两端电压升高，A两端电压降低，故A要变暗一些，故A错误、B正确；
CD．开关S断开瞬间，线圈与A组成回路，故B立即熄灭，因开关断开前线圈中的电流大于A中电流，故A先变得更亮再逐渐熄灭，故C错误、D正确。
故选BD。
16．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．
（2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．
17．3 V，5 Ω
【详解】
闭合开关S的瞬间，R1和R2串联接入电路，由闭合电路欧姆定律得
电路稳定后，R2被短路，由闭合电路欧姆定律得
联立解得E＝3 V，r＝5 Ω