2.5自感现象与日光灯-课后练习（word 含答案）

2.5自感现象与日光灯
一、选择题（共15题）
1．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是（　　）
A．合上开关后，c先亮，a、b后亮
B．合上开关后，b、c先亮，电路稳定时b最亮
C．断开开关时，N点电势高于M点
D．断开开关后，c马上熄灭，a缓慢熄灭，b闪一下后缓慢熄灭
2．某电学研究小组根据电工技术中钳形电流测量仪工作原理，自制了一个的钳形电流表如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈并与电流表组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A可以间接测出导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则
A．该测量仪工作原理是利用自感现象
B．若电流表中通过的电流为，则导线中的被测电流为
C．若导线中通过的是直流电，电流表中通过的电流是
D．若铁芯左侧多绕几圈导线，则电流表的示数变大
3．如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈．在滑动变阻器的滑片P由A端向B端迅速滑动的过程中，当P经过C点的瞬时，电路中的电流为I1；在滑片P由B端向A端迅速滑动的过程中，当P经过C点的瞬时，电路中的电流为I2；若将P一直置于C点，电路中的电流为I0，则 (　　)
A．I1=I2=I0
B．I1＜I0＜I2
C．I1=I2＞I0
D．I1＞I0＞I2
4．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
5．如图所示电路中，L是一个带铁芯的线圈，R为纯电阻，两支路的直流电阻相等，A1、A2为双向电流表，在接通和断开开关S的瞬间，两电流表读数I1、I2分别是（　　）
A．I1I2 B．I1C．I16．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．如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈，现将S闭合，下面说法正确的是(　　)
A．B、C灯同时亮，A灯后亮
B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭
C．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮
D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化
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．图中电感线圈L的直流电阻为，小灯泡的电阻为R，小量程电流表、的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，电流表、的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是
A．、的指针都立即回到零点
B．缓慢回到零点，立即左偏，然后缓慢回到零点
C．立即回到零点，缓慢回到零点
D．立即回到零点，缓慢回到零点
10．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
11．如图所示的电路中，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，其直流电阻与灯泡电阻相同。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S，A灯逐渐变亮
B．电路接通稳定后，流过B灯的电流是流过C灯电流的倍
C．电路接通稳定后，断开开关S，C灯立即熄灭
D．电路接通稳定后，断开开关S，三个灯过一会儿才熄灭，且A灯亮度比B、C灯亮度高
12．如图所示，L为自感系数较大的理想线圈，它与A灯、电源和开关串联，则下列说法正确的是（　　）
A．断开开关瞬间，A灯突然闪亮一下再熄灭
B．断开开关瞬间，A灯慢慢熄灭
C．闭合开关稳定后，A灯一直不亮
D．闭合开关瞬间，A灯慢慢变亮
13．图中电感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡的电阻为R，且RL小于R，小量程电流表G1、G2的内阻不计．当开关S闭合且稳定后，小灯泡正常发光，电流表G1、G2的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是（ ）
A．G1、G2的指针都立即回到零点
B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点
C．G1缓慢回到零点，G2立即回到零点
D．小灯泡闪亮一下后，再逐渐熄灭
14．如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么
A．合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭
B．合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
15．如图所示，A B C是相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻与各灯泡相同 下列说法正确的是
A．闭合S瞬间，B C灯同时亮，A灯后亮
B．闭合S，电路稳定后，A B C灯的亮度相同
C．断开S瞬间，A灯逐渐熄灭
D．断开S瞬间，A B C灯均逐渐熄灭
二、填空题
16．互感现象
（1）互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，当一个线圈中的___________变化时，它所产生的___________会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作___________。
（2）应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到___________，如变压器就是利用___________制成的。
（3）危害：互感现象能发生在任何两个___________的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。
17．判断下列说法的正误．
（1）两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．( )
（2）自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( )
（3）线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( )
（4）线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．( )
18．如图是测定自感系数很大的线圈L直线电阻的电路，L两端并联一只电压表（电压表的内阻RV很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时，为了电表的安全，应该先断开开关________（填S1或S2）．
19．如图所示的电路。带铁芯的线圈L和小灯泡A串联接到电源E上。当开关S闭合时，小灯泡将______（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；当开关断开时，小灯泡将_____（选填“逐渐”或“立刻”）熄灭。
三、综合题
20．自感电动势的大小与哪些因素有关？自感系数与哪些因素有关？
21．如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内电阻不计，L1、L2两灯均标有“6V，0.3A”，电阻R与电感线圈的直流电阻RL阻值相等，均为20Ω。试分析：S闭合和断开的瞬间，求L1、L2两灯的亮度变化。
22．一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数？如果这个电路中的电流的变化率变为40A/s，自感电动势为多大？
23．如图所示是一种触电保护器，变压器A处用双股相线（火线）和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能使保护器切断电源起保护作用的是哪一种？说明理由。
(1)增加开灯的盏数；
(2)当有人双手分别接触相线（火线）和零线触电时；
(3)当有人单手接触相线（火线），脚与地相接触而触电时。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．合上开关后，b、c先亮，a由于线圈L的自感阻碍而缓慢变亮，电路稳定时c电流最大，故c最亮，AB错误；
C．断开开关时，线圈L电流向右，相当于新的电源，N点与“电源”正极相连，故N点电势高于M点，C正确；
D．电路稳定时流过a及线圈L的电流小于流过b的电流，断开开关后，线圈L通过a、b形成回路，c马上熄灭，a、b均缓慢熄灭，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．该测量仪工作原理是利用互感现象，A错误；
B．原线圈匝数为1，铁芯左侧绕有副线圈匝数为，由
可得，导线中的被测电流为，B正确；
C．若导线中通过的是直流电，则变压器不工作，电流表无电流通过，C错误；
D．根据公式
铁芯左侧多绕几圈导线，即增大，而和不变，故应减小，故电流表示数减小，D错误。
故选B。
3．B
【详解】
滑片在A点时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中电流最小，则当滑片下移时，电流将变大，而此时线圈将阻碍电流的增大；故电流较小；而当滑片从B向A移动时，由于开始时电流较大，向上运动时，线圈中电流将减小，故线圈将阻碍电流的减小；故此时I2将保持在B点时的电流；而滑片固定在C点时，电流小于在B点时的电流；故有：I1＜I0＜I2，故选B．
4．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。
5．B
【详解】
接通开关S时，由于L中的自感电动势阻碍电流的增大，所以I1故选B。
6．C
【详解】
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．B
【详解】
当开关闭合的瞬间，因为线圈产生的感应电流，相当于一个很大的电阻，阻碍电流通过，所以ABC三个灯同时亮，但稳定后，线圈没有产生感应电流，其电阻较小，则A灯被短路， A灯逐渐变暗，最后熄灭，所以ACD错误；B正确；
故选B。
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．B
【详解】
S闭合且稳定时，通过电流表G1、G2两条支路的电流均由左向右．断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，等效电路如图所示．
显然，断开S后，在E自的作用下，回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经电流表G2支路的电流方向变为由右向左．由于这段时间内E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的．
故选B。
10．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.
11．D
【详解】
A．画出等效电路如图所示，闭合开关S，三个灯都立即变亮，A错误；
B．电路稳定后，线圈和A灯的并联电阻为，与B灯的串联电阻为，C灯的电阻为R，CD．根据并联电路分流与电阻成反比，故流过B灯的电流是流过C灯电流的，B错误；
断开开关S，线圈产生的感应电动势对三个灯泡供电，因此三个灯都过一会儿才熄灭，供电电路是B、C灯串联后与A灯并联，因此A灯的亮度比B、C灯的亮度高，C错误，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
AB．断开开关瞬间，没有闭合回路，A灯立即熄灭，AB错误；
C．闭合开关稳定后，线圈相当于导线，A灯一直亮，C错误；
D．闭合开关瞬间，线圈产生自感电动势阻碍电流增大，A灯慢慢变亮，D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
S闭合且稳定时，通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均由左向右，断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，显然，断开S后，在E自的作用下，上图回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经含有电流表G2支路的电流方向已变为由右向左了．由于这段时间E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的；对灯泡来说因RL小于R，故稳定时通过L的电流大于通过电灯的电流，故当电键断开时，由于通过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，故电灯也会闪亮一下逐渐熄灭，故BD正确，AC错误．
14．AD
【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中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，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．A正确，B错误;
CD．断开S，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闪亮一下后熄灭． D正确，C错误；
故选AD。
15．BC
【详解】
A．电路中A灯与线圈并联，B灯与C灯并联，然后它们再串联，闭合开关的瞬间，A、B、C三灯同时立即发光，故A错误；
B．闭合S，电路稳定后，因线圈的直流电阻与各灯泡相同，所以A灯与线圈两端电压等于B灯与C灯两端的电压，则有A B C灯的亮度相同，故B正确；
CD．断开S瞬间，B、C两灯电流立即减至零，B、C两灯立即熄灭；L中产生自感电动势，相当于电源，电流从稳定时的电流值逐渐减小，这个自感电流通过A灯，所以A灯逐渐熄灭；故C正确，D错误．
故选BC．
16． 电流 变化的磁场 互感电动势 另一个线圈 互感现象 相互靠近
【详解】
（1）互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。
（2）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）危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。
17． 错误 错误 错误 正确
18． ；
【详解】
若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏．所以为了电表的安全，应该先断开开关S2.
19． 逐渐 立刻
【详解】
开关闭合瞬间，通过线圈的原电流瞬间增大，根据楞次定律可知线圈产生阻碍原电流变化的反向感应电流，随着原电流逐渐稳定，线圈产生的反向感应电流逐渐减小直至为0，所以小灯泡逐渐变亮；
开关断开时，小灯泡中电流立即为0，立刻熄灭。
20．根据公式
E＝L
可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关。自感系数与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关。
21．
开关S闭合时L1、L2两灯立即发光，电感支路相当于断路，此时L2电压比L1大，随后电流变化逐渐平缓，电感支路电阻逐渐减小，直至变成稳定的电阻RL，将L2灯并联，所以L2灯中电流将逐渐减小，电压减小，L1灯电压逐渐增大，电流逐渐增大；故开关闭合瞬间两灯同时亮，L2比L1更亮，随后L2变暗，L1变亮，稳定后两灯亮度相同；
开关S断开时，L1灯中电流立即减至零，线圈要产生自感电动势，L2灯有电流通过，灯泡电阻为
即与线圈直流电阻相等，则在电路稳定状态时线圈支路电流与灯泡电流相等；故断开时L1会立刻熄灭，L2灯逐渐变暗熄灭。
22．2.5H；100V
【详解】
由
得自感系数
当时，自感电动势
23．第(3)种，理由见解析
【详解】
(1)不能。因A处线圈采用的是双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A处两线中电流始终大小相等方向相反，线圈中磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零，不发生改变。B中没有感应电流，故不能推动继电器J切断电源。
(2)不能，理由同(1)，因为双手分别接触相线和零线相当于将一个电阻并联接入电路。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A处相线与零线的电流不同，从而使B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动继电器J切断电源。