2.4 互感和自感(word版含答案)

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名称 2.4 互感和自感(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-21 16:44:55

文档简介

2.4互感和自感
目录
一、典例解读 1
例1 1
二、教材知识链接 2
教材知识必备 2
教材知识必会 4
三、精准变式题 4
变式一 4
变式二 5
变式三 6
四、综合提升变式练 6
一、 单选题(8题) 6
二、 多选题(2题) 12
三、 非选择题(3题) 13
(
典例解读
)
例1(2022·江苏省六合高级中学高二期末)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0,A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是(  )
A.S闭合的瞬间,A灯立即发光,B灯缓慢变亮
B.S闭合稳定后,A灯和B灯的亮度相同
C.S断开的瞬间,A灯和B灯都不会立即熄灭
D.S断开的瞬间,B灯会闪亮一下再缓慢熄灭
【教材知识必背】
一、互感现象
1.互感
两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感.
2.互感的应用
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器就是利用互感现象制成的.
3.互感的危害
互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,互感现象有时会影响电路的工作.
二、自感现象
1.自感
一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象.
2.通电自感和断电自感的比较
通电自感 断电自感
电路 图
器材 要求 L1、L2同规格,R=RL,L较大 L很大(有铁芯),RL RLA
现象 在S闭合瞬间,L2灯立即亮起来,L1灯逐渐变亮,最终一样亮 在开关S断开瞬间,LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后,重做实验,断开开关S时,会看到LA灯马上熄灭)
原因 由于开关闭合时,流过电感线圈的电流增大,使线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,使流过L1灯的电流比流过L2灯的电流增加得慢 断开开关S时,流过线圈L的电流减小,产生自感电动势,阻碍电流的减小,使电流继续存在一段时间;在S断开后,通过L的电流反向通过灯LA,且由于RL RLA,使得流过LA灯的电流在开关断开瞬间突然增大,从而使LA灯的发光功率突然变大
能量 转化 情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
3.灯泡亮度的变化
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然变大,然后逐渐减小,若RL=0,灯泡最后不亮
断电时 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2 ①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗 ②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡电流方向均改变
[特别提醒]
电流减小时,自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小,自感电动势可能大于原电源电动势.
4.对自感电动势的理解
(1)自感电动势阻碍原电流的变化,而不是阻止原电流的变化,只是使原电流的变化时间变长,即自感电动势总是起着推迟电流变化的作用.
(2)自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同(增反减同).
(3)自感电动势的大小:EL=L,它可以超出线圈两端的原电压.
(3)对电感线圈阻碍作用的理解
①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变.
②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线电阻引起的.
5、自感系数
(1)影响因素:自感系数L简称自感或电感,是由线圈本身性质决定的,跟线圈的形状、体积、匝数等因素有关.横截面积越大,匝数越多,它的自感系数就越大,另外有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多.
(2)单位:亨利(H).常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH).1 H=103 mH=106 μH.
【教材知识必会】
自感现象
自感 电路 条件 现象 原因
通电 自感 S闭合 的瞬间 A2先亮 由于A2支路为纯电阻,
不产生自感现象
A1逐渐 亮起来 由于L的自感作用,阻碍A1支路电流增大
断电 自感 S断开 的瞬间 A过一 会儿才 熄灭或 闪亮后 逐渐熄 灭 L与灯泡A组成回路,由于L的自感作用,使得A过一会儿才熄灭
灯泡亮度变化
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然变大,然后逐渐减小
断电时 电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗. 两种情况灯泡中电流方向均改变
(
精准变式题
)
【变式1】(2022·山东泰安市基础教育教学研究室高二期末)如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则(  )
A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,S断开时,C中电流方向不变
D.电路接通稳定后,S断开时,B灯立即熄灭
【变式2】(2022·湖南新邵县教研室高二期末)如图所示的电路中,和是完全相同的灯泡,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S接通电路时,先亮后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,和始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,立即熄灭,过一会才熄灭
D.断开开关S切断电路时,立即熄灭,过一会才熄灭
【变式3】(2022·北京101中学高二期末)物理课上,老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按如图所示连接电路,先闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常发光,然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的是(  )
A.RL>RA
B.RL=RA
C.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为a→b
D.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为b→a
(
综合提升变式练
)
一、单选题
1.(2022·江苏省丹阳高级中学高二开学考试)如图1、2为演示自感现象的电路图,灯泡A1和A2规格相同,L1和L2为线圈。实验时,闭合开关S1,灯A1逐渐变亮,最终A1与A2的亮度相同;断开开关S2瞬间,灯A3突然闪亮、随后逐渐变暗。下列说法错误的是(  )
A.图1中,变阻器R与L1的阻值相同
B.图1中,断开S1瞬间,灯A2将突然闪亮,随后A1和A2逐渐变暗
C.图2中,灯A3的阻值大于L2的阻值
D.图2中,闭合S2待电路稳定后,灯A3中电流小于L2中电流
2.(2022·湖北鄂州市教学研究室高二期末)如图所示的电路中,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,灯泡A逐渐变亮
B.接通S,灯泡A立即变亮,然后逐渐熄灭
C.断开S,灯泡A将先闪亮一下,然后逐渐熄灭
D.断开S后的瞬间,通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同
3.(2022·浙江金华高二期末)如图所示的电路中,灯泡、的电阻关系为,电感L的直流电阻可忽略,D为理想二极管。下列判断正确的是(  )
A.开关K闭合后,、立即变亮
B.开关K闭合后,逐渐变亮,立即变亮
C.闭合电路且稳定后,再断开开关K,先变亮,然后逐渐变暗,立即熄灭
D.闭合电路且稳定后,再断开开关K,逐渐变暗,先变亮,然后逐渐变暗
4.(2022·江苏泰州高二期末)如图所示,灯泡A、B完全相同,若线圈L的电阻为,且(为灯泡A的电阻),则(  )
A.S闭合瞬间,灯A、B同时发光
B.S闭合瞬间,灯A不亮,灯B立即亮
C.稳定后再断开S的瞬间,灯A、B均闪亮一下熄灭
D.稳定后再断开S的瞬间,灯B立即熄灭,灯A闪亮一下熄灭
5.(2022·山东莱西高二期末)如图所示的电路中,a、b为两盏完全相同的灯,L是自感线圈,线圈的直流电阻值跟灯的电阻值相等。则下列说法正确的是(  )
A.合上开关后,a、b两灯同时亮起来,最后一样亮
B.合上开关后,a灯先亮起来,b灯后亮
C.断开开关后,b灯逐渐熄灭,没有出现闪亮一下的现象
D.断开开关后,a灯马上熄灭,b灯先闪亮一下,然后逐渐熄灭
6.(2022·广东肇庆高二期末)小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路。小明断开开关,把小灯泡取走,几位同学手牵手接入电路中,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中,闭合开关,电路稳定后,小灯泡中的电流大于线圈L中的电流
B.图甲中,断开开关的瞬间,小灯泡立即熄灭
C.图乙中,在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学
D.图乙中,在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流
7.(2022·重庆巴蜀中学高二期末)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,、是两个完全相同的小灯泡,随着开关S闭合和断开的过程中,灯丝不会断,则、的亮度变化情况是(  )
A.S闭合,亮度不变,亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;
B.S闭合,、同时亮,而后逐渐熄灭,亮度逐渐变亮;
C.S断开,、均亮一下才熄灭
D.S断开,、均立即熄灭
8.(2022·陕西宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末)某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关,小灯泡发光;再断开,小灯泡渐渐熄灭。重复多次,仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象,你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(  )
A.线圈电阻较大 B.小灯泡电阻较大
C.电源的电动势较小 D.线圈的自感系数较大
二、多选题
9.(2022·浙江温州高二期末)如图所示,是自感系数很大的线圈,其自身电阻几乎为0。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A.开关由断开变为闭合瞬间,、灯泡同时变亮
B.开关闭合后,、灯泡亮度差不多
C.开关由闭合变为断开瞬间,、都闪一下变暗
D.开关由闭合变为断开瞬间,闪一下变暗,立即变暗
10.(2022·重庆西南大学附中高二期末)如图所示电路中,、为两个完全相同的灯泡,L为直流电阻不计的自感线圈,D为发光二极管,R为定值电阻,E为电源,S为开关。发光二极管D具有单方向导电性能,只有电流从标记有“ + ”号的一端流入时,它才导电发光。则( )
A.闭合S瞬间,立即变亮,逐渐变亮
B.闭合S瞬间,逐渐变亮,立即变亮
C.断开S瞬间,突然闪亮,随后逐渐熄灭
D.断开S瞬间,D突然闪亮,随后逐渐熄灭
三、非选题
11.(2022·福建省龙岩一中高二开学考试)某实验小组利用如图所示的电路,研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2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接通时,观察到的现象为_______,开关S断开时,观察到的现象为_______。
A.灯泡L1比灯泡L2先达到最亮
B.灯泡L2比灯泡L1先达到最亮
C.灯泡L1比灯泡L2先暗
D.灯泡L2比灯泡L1先暗
12.(2022·北京人大附中高二期末)小管同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验,螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路,螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路,螺线管B套在螺线管A的外面。
(1)为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,通过不同的操作观察指针摆动情况,以下正确的有________。
A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧
B.闭合开关,待电路稳定后,如果滑动变阻器的滑片不移动,指针不偏转
C.滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动,灵敏电流计指针都静止在中央
D.滑动变阻器的滑片向右加速移动和向右减速移动,都能使指针偏向同一侧
(2)图中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最_______端(填“左”或“右”);在未断开开关,也未把A、B两螺线管和铁芯分开放置的情况下,直接拆除某螺线管处导线,可能由于自感现象突然被电击一下,则被电击可能是在拆除____________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
13.(2022·湖北武汉市常青一中高二期末)小红用如图甲所示的装置探究电磁感应现象,螺线管与灵敏电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是___________(选填选项前的字母);
A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)小红又将实验装置改造,如图乙所示,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,把线圈A放进螺线管B的里面,观察指针摆动情况,下列说法正确的是________ (选填选项前的字母)
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.开关闭合后,线圈A插入或拔出的速度越快,电流计指针偏转角度越大
C.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针向相反的方向偏转
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才会偏转
(3)在(2)的研究中,完成实验后未把线圈A、螺线管B和铁芯分开,也未断开开关,在先拆除A线圈时突然被电击了一下,试分析被电击的原因:___________。2.4互感和自感
目录
一、典例解读 1
例1 1
二、教材知识链接 2
教材知识必备 2
教材知识必会 4
三、精准变式题 4
变式一 4
变式二 5
变式三 6
四、综合提升变式练 6
一、 单选题(8题) 6
二、 多选题(2题) 12
三、 非选择题(3题) 13
(
典例解读
)
例1(2022·江苏省六合高级中学高二期末)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0,A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是(  )
A.S闭合的瞬间,A灯立即发光,B灯缓慢变亮
B.S闭合稳定后,A灯和B灯的亮度相同
C.S断开的瞬间,A灯和B灯都不会立即熄灭
D.S断开的瞬间,B灯会闪亮一下再缓慢熄灭
【答案】D
【解析】
AB.闭合S的瞬时,电源的电压同时加到两灯上,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,B逐渐被短路直到熄灭,外电路总电阻减小,总电流增大,A灯更亮,一段时间电流稳定后,A灯更亮,B灯熄灭,故AB错误;
DC.S断开的瞬间,灯泡B与线圈L构成自感回路,所以灯泡B闪亮一下后再逐渐熄灭,灯泡A立即熄灭,故C错误D正确。
故选D。
【教材知识必背】
一、互感现象
1.互感
两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感.
2.互感的应用
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器就是利用互感现象制成的.
3.互感的危害
互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,互感现象有时会影响电路的工作.
二、自感现象
1.自感
一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象.
2.通电自感和断电自感的比较
通电自感 断电自感
电路 图
器材 要求 L1、L2同规格,R=RL,L较大 L很大(有铁芯),RL RLA
现象 在S闭合瞬间,L2灯立即亮起来,L1灯逐渐变亮,最终一样亮 在开关S断开瞬间,LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后,重做实验,断开开关S时,会看到LA灯马上熄灭)
原因 由于开关闭合时,流过电感线圈的电流增大,使线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,使流过L1灯的电流比流过L2灯的电流增加得慢 断开开关S时,流过线圈L的电流减小,产生自感电动势,阻碍电流的减小,使电流继续存在一段时间;在S断开后,通过L的电流反向通过灯LA,且由于RL RLA,使得流过LA灯的电流在开关断开瞬间突然增大,从而使LA
灯的发光功率突然变大
能量 转化 情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
3.灯泡亮度的变化
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然变大,然后逐渐减小,若RL=0,灯泡最后不亮
断电时 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2 ①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗 ②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡电流方向均改变
[特别提醒]
电流减小时,自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小,自感电动势可能大于原电源电动势.
4.对自感电动势的理解
(1)自感电动势阻碍原电流的变化,而不是阻止原电流的变化,只是使原电流的变化时间变长,即自感电动势总是起着推迟电流变化的作用.
(2)自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同(增反减同).
(3)自感电动势的大小:EL=L,它可以超出线圈两端的原电压.
(3)对电感线圈阻碍作用的理解
①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变.
②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线电阻引起的.
5、自感系数
(1)影响因素:自感系数L简称自感或电感,是由线圈本身性质决定的,跟线圈的形状、体积、匝数等因素有关.横截面积越大,匝数越多,它的自感系数就越大,另外有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多.
(2)单位:亨利(H).常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH).1 H=103 mH=106 μH.
【教材知识必会】
自感现象
自感 电路 条件 现象 原因
通电 自感 S闭合 的瞬间 A2先亮 由于A2支路为纯电阻,不产生自感现象
A1逐渐 亮起来 由于L的自感作用,阻碍A1支路电流增大
断电 自感 S断开 的瞬间 A过一 会儿才 熄灭或 闪亮后 逐渐熄 灭 L与灯泡A组成回路,由于L的自感作用,使得A过一会儿才熄灭
灯泡亮度变化
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然变大,然后逐渐减小
断电时 电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗. 两种情况灯泡中电流方向均改变
(
精准变式题
)
【变式1】(2022·山东泰安市基础教育教学研究室高二期末)如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则(  )
A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,S断开时,C中电流方向不变
D.电路接通稳定后,S断开时,B灯立即熄灭
【答案】A
【解析】
A.S闭合时,L由于自感作用会阻碍电流通过,电流流过A灯,A灯立即亮,由于线圈L电阻为零,则A灯会逐渐被短路,逐渐熄灭,故A正确;
B.S闭合时,B灯先不太亮,然后逐渐变的更亮,并不会熄灭,故B错误;
CD.电路接通稳定后,C中电流方向由上到下;S断开时,L由于自感作用会阻碍电流减小,L相当于电源,在三个灯泡中形成新的回路,C中电流方向由下到上,方向改变,且ABC灯都逐渐熄灭,故CD错误。
故选A。
【变式2】(2022·湖南新邵县教研室高二期末)如图所示的电路中,和是完全相同的灯泡,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S接通电路时,先亮后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,和始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,立即熄灭,过一会才熄灭
D.断开开关S切断电路时,立即熄灭,过一会才熄灭
【答案】A
【解析】
AB.合上开关S接通电路时,A2先亮,在电感作用下电流缓慢增加,A1支路电流缓慢增加,则A1后亮,由于电感电阻不计,两灯泡相同,最后一样亮,A正确,B错误;
CD.断开开关S切断电路时,A1和A2构成新回路,电流为原A1
支路电流,故两灯均过一会熄灭,CD错误。
故选A。
【变式3】(2022·北京101中学高二期末)物理课上,老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按如图所示连接电路,先闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常发光,然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的是(  )
A.RL>RA
B.RL=RA
C.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为a→b
D.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为b→a
【答案】D
【解析】
AB.稳定时,灯泡A与线圈L并联,故两者电压相等,通过线圈的电流为,通过小灯泡的电流为,由于稳定后开关S再断开,小灯泡闪亮一下,这是因为线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小,这时线圈相当于电源,通过小灯泡的电流突然增大到原来线圈的电流,所以可以判断,结合欧姆定律可知,线圈L的电阻小于灯泡A的电阻,AB错误;
CD.在断开开关瞬间,线圈中产生自感电动势,线圈相当于电源,线圈右端为电源正极,则灯泡中的电流为为,C错误,D正确。
故选D。
(
综合提升变式练
)
一、单选题
1.(2022·江苏省丹阳高级中学高二开学考试)如图1、2为演示自感现象的电路图,灯泡A1和A2规格相同,L1和L2为线圈。实验时,闭合开关S1,灯A1逐渐变亮,最终A1与A2的亮度相同;断开开关S2瞬间,灯A3突然闪亮、随后逐渐变暗。下列说法错误的是(  )
A.图1中,变阻器R与L1的阻值相同
B.图1中,断开S1瞬间,灯A2将突然闪亮,随后A1和A2逐渐变暗
C.图2中,灯A3的阻值大于L2的阻值
D.图2中,闭合S2待电路稳定后,灯A3中电流小于L2中电流
【答案】B
【解析】
A.图1中,最终A1与A2的亮度相同,两个支路电流相同,又由于两个灯泡电阻相同,所以变阻器R与L1的电阻值相同,故A正确;
B.图1中,断开S1瞬间,电感线圈由于自感现象,L1对电流有阻碍作用,此时自感线圈相当于一个新电源,两灯泡会逐渐熄灭,而稳定时两并联支路的电流相等,则灯A2将不会闪亮,故B错误;
CD.图2中,断开S2的瞬间,A3灯突然闪亮,是因为电路稳定时,L2的电流大于A3的电流,可知L2的电阻小于A3的电阻,故CD正确。
此题选择错误选项,故选B。
2.(2022·湖北鄂州市教学研究室高二期末)如图所示的电路中,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,灯泡A逐渐变亮
B.接通S,灯泡A立即变亮,然后逐渐熄灭
C.断开S,灯泡A将先闪亮一下,然后逐渐熄灭
D.断开S后的瞬间,通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同
【答案】C
【解析】
AB.接通S,灯泡A立即变亮,由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增加,可知开始时A灯较亮,随自感电动势减小,则通过线圈L的电流增加,则灯泡逐渐变暗,但最终不会熄灭,选项AB错误;
CD.由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以稳定时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,在线圈L、电阻R以及灯泡A中形成新的回路,则导致灯泡A将闪亮一下后逐渐熄灭。断开S后的瞬间,通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相反,故C正确,D错误;
故选C。
3.(2022·浙江金华高二期末)如图所示的电路中,灯泡、的电阻关系为,电感L的直流电阻可忽略,D为理想二极管。下列判断正确的是(  )
A.开关K闭合后,、立即变亮
B.开关K闭合后,逐渐变亮,立即变亮
C.闭合电路且稳定后,再断开开关K,先变亮,然后逐渐变暗,立即熄灭
D.闭合电路且稳定后,再断开开关K,逐渐变暗,先变亮,然后逐渐变暗
【答案】B
【解析】
AB.开关闭合后,均有电流通过两个灯泡,但由于线圈中自感电动势的阻碍作用,L1灯会逐渐变亮,但L2灯会立即变亮,A错误,B正确;
CD.开关从闭合到断开,电感中产生方向向右的自感电动势,L1逐渐变暗,因理想二极管单向导电,所以L2立即熄灭,CD错误。
故选B。
4.(2022·江苏泰州高二期末)如图所示,灯泡A、B完全相同,若线圈L的电阻为,且(为灯泡A的电阻),则(  )
A.S闭合瞬间,灯A、B同时发光
B.S闭合瞬间,灯A不亮,灯B立即亮
C.稳定后再断开S的瞬间,灯A、B均闪亮一下熄灭
D.稳定后再断开S的瞬间,灯B立即熄灭,灯A闪亮一下熄灭
【答案】A
【解析】
AB.S闭合瞬间,灯A、B同时发光,之后由于线圈存在通电自感,则A灯逐渐变暗,B灯逐渐变亮,故A正确,B错误;
CD.稳定后再断开S的瞬间,灯B立即熄灭,但由于线圈存在断电自感,则线圈和电灯A形成回路,且电流为线圈支路原来的电流,因为
所以线圈和灯A的电流满足
所以灯A会变暗然后逐渐熄灭,不会闪亮,故CD错误。
故选A。
5.(2022·山东莱西高二期末)如图所示的电路中,a、b为两盏完全相同的灯,L是自感线圈,线圈的直流电阻值跟灯的电阻值相等。则下列说法正确的是(  )
A.合上开关后,a、b两灯同时亮起来,最后一样亮
B.合上开关后,a灯先亮起来,b灯后亮
C.断开开关后,b灯逐渐熄灭,没有出现闪亮一下的现象
D.断开开关后,a灯马上熄灭,b灯先闪亮一下,然后逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
AB.合上开关后,L中电流瞬间增大,L会产生较大的自感电动势阻碍其电流增大,此时L可视为断路,则a、b两灯串联在电路中,同时发光且亮度相同,当电路中电流稳定后,L与b灯并联后再与a灯串联接入电路,通过a灯的电流等于通过b灯电流的2倍,所以最后a灯比b灯亮,故AB错误;
CD.断开开关后,通过a灯的电流立刻变为零,a灯马上熄灭。而L会产生自感电动势阻碍其电流减小,L与b灯在同一回路中,由题意可知断电前通过L和b灯的电流相等,所以L产生的自感电动势并不会使b灯中电流出现瞬间增大,所以b灯逐渐熄灭,没有出现闪亮一下的现象,故C正确,D错误。
故选C。
6.(2022·广东肇庆高二期末)小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路。小明断开开关,把小灯泡取走,几位同学手牵手接入电路中,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中,闭合开关,电路稳定后,小灯泡中的电流大于线圈L中的电流
B.图甲中,断开开关的瞬间,小灯泡立即熄灭
C.图乙中,在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学
D.图乙中,在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流
【答案】C
【解析】
AB.由图甲可知,闭合开关,电路稳定后,由于线圈电阻忽略不计,小灯泡短路,流过小灯泡的电流为0,线圈中的电流大于小灯泡中的电流,断开开关的瞬间,线圈由于自感,使小灯泡发光,AB错误;
CD.由图乙可知,闭合开关,线圈使几位同学短路,断开开关的瞬间,线圈由于自感,线圈和几位同学组成闭合回路,流过几位同学的电流与流过线圈的电流大小相等,D错误,C正确。
故选C。
7.(2022·重庆巴蜀中学高二期末)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,、
是两个完全相同的小灯泡,随着开关S闭合和断开的过程中,灯丝不会断,则、的亮度变化情况是(  )
A.S闭合,亮度不变,亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;
B.S闭合,、同时亮,而后逐渐熄灭,亮度逐渐变亮;
C.S断开,、均亮一下才熄灭
D.S断开,、均立即熄灭
【答案】B
【解析】
AB.S闭合,L产生很大的自感电动势阻碍其电流增大,此时L可视为断路,所以、同时亮,而L产生的自感电动势会随着电路的逐渐稳定而逐渐减小,从而通过L1的电流逐渐减小,通过L2的电流逐渐增大,L2亮度逐渐变亮,当电路完全稳定后,L相当于导线,此时L1被短路,即熄灭,故A错误,B正确;
CD.S断开,通过L2的电流瞬间变为零,即L2立即熄灭。L产生很大的自感电动势阻碍其电流减小,而L1与L在同一回路中,所以L1会亮一下,之后随着自感电动势减小至零,L1逐渐熄灭,故CD错误。
故选B。
8.(2022·陕西宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末)某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关,小灯泡发光;再断开,小灯泡渐渐熄灭。重复多次,仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象,你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(  )
A.线圈电阻较大 B.小灯泡电阻较大
C.电源的电动势较小 D.线圈的自感系数较大
【答案】A
【解析】
A.线圈电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流,断开开关时,根据楞次定律,流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡不发生闪亮现象,A正确;
B.若灯泡电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流,断开开关时,根据楞次定律,流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡将发生闪亮现象,B错误;
C.开关断开开关时,灯泡能否发生闪亮,取决于灯泡的电流有没有增大,与电源的电动势无关,C错误;
D.线圈的自感系数较大,产生的自感电动势较大,但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小,D错误。
故选A。
二、多选题
9.(2022·浙江温州高二期末)如图所示,是自感系数很大的线圈,其自身电阻几乎为0。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A.开关由断开变为闭合瞬间,、灯泡同时变亮
B.开关闭合后,、灯泡亮度差不多
C.开关由闭合变为断开瞬间,、都闪一下变暗
D.开关由闭合变为断开瞬间,闪一下变暗,立即变暗
【答案】AD
【解析】
AB.刚闭合S时,电源的电压同时加到两灯上,A、B同时亮,随着L中电流增大,由于线圈L直流电阻可忽略不计,分流作用增大,B逐渐被短路直到熄灭,外电路总电阻减小,总电流增大,A灯更亮,故A正确,B错误;
CD.灯泡B与线圈L构成闭合回路,所以稳定后再断开开关S后,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭,灯泡A立即熄灭,故C错误,D正确;
故选AD。
10.(2022·重庆西南大学附中高二期末)如图所示电路中,、为两个完全相同的灯泡,L为直流电阻不计的自感线圈,D为发光二极管,R为定值电阻,E为电源,S为开关。发光二极管D具有单方向导电性能,只有电流从标记有“ + ”号的一端流入时,它才导电发光。则( )
A.闭合S瞬间,立即变亮,逐渐变亮
B.闭合S瞬间,逐渐变亮,立即变亮
C.断开S瞬间,突然闪亮,随后逐渐熄灭
D.断开S瞬间,D突然闪亮,随后逐渐熄灭
【答案】BC
【解析】
AB.开关S闭合瞬间,A2、D立即变亮,A1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用,会逐渐亮,A错误,B正确;
CD.开关S从闭合状态突然断开时,向左流过线圈L的电流突然减少,根据楞次定律,可知线圈产生向左的自感电流,以阻碍原电流的减少,故电流是从二极管D的负极流入,故二极管D没有亮,即二极管D立即熄灭;此时A1只与A2形成回路,因稳定时通过A1的电流大于A2的电流,故断开后瞬间A2会突然闪亮一下,随后逐渐熄灭,C正确,D错误。
故选BC。
三、非选题
11.(2022·福建省龙岩一中高二开学考试)某实验小组利用如图所示的电路,研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2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接通时,观察到的现象为_______,开关S断开时,观察到的现象为_______。
A.灯泡L1比灯泡L2先达到最亮
B.灯泡L2比灯泡L1先达到最亮
C.灯泡L1比灯泡L2先暗
D.灯泡L2比灯泡L1先暗
【答案】 A D
【解析】
[1]电键接通瞬间,电路中迅速建立了电场,立即产生电流,但线圈中产生自感电动势,阻碍电流的增加,故开始时通过灯泡L1的电流较大,故灯泡L1较亮;电路中自感电动势阻碍电流的增加,但不能阻止电流增加,电流稳定后,因L阻值与R相同,则两个灯泡一样亮,故选A;
[2]电键断开瞬间,电路中电流要立即减小零,但线圈中会产生很强的自感电动势,与灯泡L1构成闭合回路放电,故断开时灯泡L2比灯泡L1先暗,故选D;
12.(2022·北京人大附中高二期末)小管同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验,螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路,螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路,螺线管B套在螺线管A的外面。
(1)为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,通过不同的操作观察指针摆动情况,以下正确的有________。
A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧
B.闭合开关,待电路稳定后,如果滑动变阻器的滑片不移动,指针不偏转
C.滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动,灵敏电流计指针都静止在中央
D.滑动变阻器的滑片向右加速移动和向右减速移动,都能使指针偏向同一侧
(2)图中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最_______端(填“左”或“右”);在未断开开关,也未把A、B两螺线管和铁芯分开放置的情况下,直接拆除某螺线管处导线,可能由于自感现象突然被电击一下,则被电击可能是在拆除____________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
【答案】 BD##DB 左 A
【解析】
(1)[1]A.断开与闭合开关时,螺线管B中磁通量变化情况相反,产生的感应电流方向相反,指针偏转方向相反,故A错误;
B.闭合开关,待电路稳定后,如果滑动变阻器的滑片不移动,则螺线管A中的电流不变,穿过螺线管B的磁通量不变,感应电流为零,指针不偏转,故B正确;
C.滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动,螺线管A中的电流变化,穿过螺线管B的磁通量变化,感应电流不为零,指针都将发生偏转,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片向右加速移动和向右减速移动,螺线管A中的电流都增大,穿过螺线管B的磁通量都增大,产生的感应电流方向相同,都能使指针偏向同一侧,故D正确。
故选BD。
(2)[2]为了保护元件,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最左端。
(3)[3]由题意可知可能是在拆除A螺线管所在电路的导线时,导致螺线管A中磁通量在一瞬间减小从而产生了较大的自感电动势,使操作者被电击一下。
13.(2022·湖北武汉市常青一中高二期末)小红用如图甲所示的装置探究电磁感应现象,螺线管与灵敏电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是___________(选填选项前的字母);
A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)小红又将实验装置改造,如图乙所示,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,把线圈A放进螺线管B的里面,观察指针摆动情况,下列说法正确的是________ (选填选项前的字母)
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.开关闭合后,线圈A插入或拔出的速度越快,电流计指针偏转角度越大
C.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针向相反的方向偏转
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才会偏转
(3)在(2)的研究中,完成实验后未把线圈A、螺线管B和铁芯分开,也未断开开关,在先拆除A
线圈时突然被电击了一下,试分析被电击的原因:___________。
【答案】 AB ABC 电流快速减小,由于自感作用,螺线管A会产生很大的感应电动势
【解析】
(1)[1] AB.螺线管不动,磁铁不管是匀速还是加速插入或拔出螺线管磁通量都会发生改变,会产生感应电流,电流计指针发生偏转,故AB正确;
CD.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动,螺线管磁通量都不发生变化,故不会产生感应电流,电流计指针不发生偏转,故CD错误。
故选AB。
(2)[2] A.开关闭合后,线圈A插入或拔出时穿过B的磁通量都会发生变化,产生感应电流,引起电流计指针偏转,故A正确;
B.线圈A插入或拔出时速度越快,磁通量变化越快,感应电动势和感应电流越大,电流计指针偏转角度越大,故B正确;
C.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,穿过B的磁通量分别会增加和减小,且磁通量的方向相同,故会产生相反方向的感应电流,电流计指针向相反的方向偏转,故C正确;
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论如何滑动,线圈A中电流都会变化,穿过B的磁通量都会发生变化,产生感应电流,电流计指针都会偏转,故D错误。
故选ABC。
(3)[3]在拆除螺线管A时,电流快速减小,由于自感作用,螺线管A会产生很大的感应电动势,所以被电击一下。