2.4互感和自感同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4互感和自感同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 548.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 06:36:40 | ||
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文档简介
2.4互感和自感同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下面字母能表示自感系数单位的是（ ）
A．J B．H C．Wb D．L
2．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零。A和B是两个完全相同的小灯泡（ ）
A．当开关S由断开变为闭合时，A灯的亮度始终不变
B．当开关S由断开变为闭合时，B灯由亮变为更明亮
C．当开关S由闭合变为断开时，A灯由亮逐渐变暗，直至熄灭
D．当开关S由闭合变为断开时，B灯突然变亮，后逐渐变暗，直至熄灭
3．如图所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，表示小灯泡中的电流，表示自感元件中的电流（已知开关S闭合时），则下列图像中正确的是
A． B． C． D．
4．如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是( )
A．亮度保持不变
B．将闪亮一下，而后逐渐熄灭
C．将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度
D．将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度
5．如图所示，LA和LB是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻值与R相同。由于存在自感现象，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同
B．开关S闭合时，B灯比A灯先亮
C．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭
D．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭
6．在如图所示的电路中，LA为灯泡，S为开关，L为有铁芯的线圈。对于这样的电路，下列说法正确的是（ ）
A．因为线圈L通电后会产生自感现象，所以S闭合后，灯泡LA中无电流通过
B．在S打开或闭合的瞬间，电路中都不会产生自感现象
C．当S闭合时，电路中会产生自感现象
D．在S闭合后再断开的瞬间，灯泡LA可能不立即熄灭
7．如图所示，电阻R和线圈自感系数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，电路可能出现的情况是（ ）
A．A、B一起亮，然后A熄灭 B．A、B一起亮，然后B熄灭
C．B比A先亮，然后B熄灭 D．A比B先亮，然后A熄灭
8．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
9．如图所示的电路中，灯泡、的规格完全相同，灯泡和一个自感系数很大的自感线圈串接在一起，且自感线圈的电阻可以忽略，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
10．在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是
A．合上开关S，A1先亮，A2后亮，最后一样亮
B．断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C．断开开关S，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S，流过A2的电流方向向右
11．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。在时刻开关S置于b端，若振荡电路的周期。下列说法正确的是（ ）
A．时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B．时电感线圈中的自感电动势值最小
C．时间内，电容器极板间电场方向竖直向下且逐渐增大
D．时间内，线圈中的磁场能逐渐增大
12．如图所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计．当电键K闭合时，电源内阻不能忽略，下列说法正确的是
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．AB一起亮，然后A熄灭
C．A、B一起亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变
D．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮
13．如图所示，两个灯泡L1、L2的电阻相等，电感线圈L的电阻可忽略，开关S从断开状态突然闭合，稳定之后再断开，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关之后L1立刻变亮、L2逐渐变亮，然后L1、L2逐渐变暗
B．闭合开关之后L1、L2同时变亮，然后L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C．断开开关之后L1立即熄灭、L2逐渐变暗
D．断开开关之后L1逐渐变暗，L2闪亮一下再熄灭
14．在如图甲、乙电路中，电阻R、电感线圈L的电阻和灯泡A的电阻均相等．关于灯泡的亮、暗变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．在电路甲中，闭合开关S瞬间，A灯将逐渐变亮
B．在电路乙中，闭合开关S瞬间，A灯将逐渐亮
C．在电路甲中，断开开关S瞬间，A灯将先变得更亮，然后逐渐变暗
D．在电路乙中，断开开关S瞬间，A灯将立即熄灭
15．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．
二、填空题（共4题）
16．磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。
（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。
（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。
17．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大。( )
18．在制造精密电阻时，为了消除在使用过程中由于电流变化而引起的______现象，常采用双线绕法，这是由于_____。
19．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：___________。
三、综合题（共4题）
20．在实际生产中，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S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S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，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所示，哪种（些）方案可行？
21．一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。
22．如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析该现象产生的原因．
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．C
5．D
6．C
7．A
8．C
9．C
10．B
11．B
12．D
13．B
14．A
15．C
16． 磁场 磁场 磁场 电流变化
17．错误
18． 自感 平行导线上电流反向，因而磁场相抵消
19． 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
20．d方案可行
21．（1）；（2）；
（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
22．
现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．
原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．
23．3 V，5 Ω
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．下面字母能表示自感系数单位的是（ ）
A．J B．H C．Wb D．L
2．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零。A和B是两个完全相同的小灯泡（ ）
A．当开关S由断开变为闭合时，A灯的亮度始终不变
B．当开关S由断开变为闭合时，B灯由亮变为更明亮
C．当开关S由闭合变为断开时，A灯由亮逐渐变暗，直至熄灭
D．当开关S由闭合变为断开时，B灯突然变亮，后逐渐变暗，直至熄灭
3．如图所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，表示小灯泡中的电流，表示自感元件中的电流（已知开关S闭合时），则下列图像中正确的是
A． B． C． D．
4．如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是( )
A．亮度保持不变
B．将闪亮一下，而后逐渐熄灭
C．将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度
D．将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度
5．如图所示，LA和LB是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻值与R相同。由于存在自感现象，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同
B．开关S闭合时，B灯比A灯先亮
C．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭
D．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭
6．在如图所示的电路中，LA为灯泡，S为开关，L为有铁芯的线圈。对于这样的电路，下列说法正确的是（ ）
A．因为线圈L通电后会产生自感现象，所以S闭合后，灯泡LA中无电流通过
B．在S打开或闭合的瞬间，电路中都不会产生自感现象
C．当S闭合时，电路中会产生自感现象
D．在S闭合后再断开的瞬间，灯泡LA可能不立即熄灭
7．如图所示，电阻R和线圈自感系数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，电路可能出现的情况是（ ）
A．A、B一起亮，然后A熄灭 B．A、B一起亮，然后B熄灭
C．B比A先亮，然后B熄灭 D．A比B先亮，然后A熄灭
8．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
9．如图所示的电路中，灯泡、的规格完全相同，灯泡和一个自感系数很大的自感线圈串接在一起，且自感线圈的电阻可以忽略，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
10．在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是
A．合上开关S，A1先亮，A2后亮，最后一样亮
B．断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C．断开开关S，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S，流过A2的电流方向向右
11．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。在时刻开关S置于b端，若振荡电路的周期。下列说法正确的是（ ）
A．时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B．时电感线圈中的自感电动势值最小
C．时间内，电容器极板间电场方向竖直向下且逐渐增大
D．时间内，线圈中的磁场能逐渐增大
12．如图所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计．当电键K闭合时，电源内阻不能忽略，下列说法正确的是
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．AB一起亮，然后A熄灭
C．A、B一起亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变
D．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮
13．如图所示，两个灯泡L1、L2的电阻相等，电感线圈L的电阻可忽略，开关S从断开状态突然闭合，稳定之后再断开，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关之后L1立刻变亮、L2逐渐变亮，然后L1、L2逐渐变暗
B．闭合开关之后L1、L2同时变亮，然后L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C．断开开关之后L1立即熄灭、L2逐渐变暗
D．断开开关之后L1逐渐变暗，L2闪亮一下再熄灭
14．在如图甲、乙电路中，电阻R、电感线圈L的电阻和灯泡A的电阻均相等．关于灯泡的亮、暗变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．在电路甲中，闭合开关S瞬间，A灯将逐渐变亮
B．在电路乙中，闭合开关S瞬间，A灯将逐渐亮
C．在电路甲中，断开开关S瞬间，A灯将先变得更亮，然后逐渐变暗
D．在电路乙中，断开开关S瞬间，A灯将立即熄灭
15．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．
二、填空题（共4题）
16．磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。
（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。
（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。
17．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大。( )
18．在制造精密电阻时，为了消除在使用过程中由于电流变化而引起的______现象，常采用双线绕法，这是由于_____。
19．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：___________。
三、综合题（共4题）
20．在实际生产中，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S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S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，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所示，哪种（些）方案可行？
21．一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。
22．如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析该现象产生的原因．
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．C
5．D
6．C
7．A
8．C
9．C
10．B
11．B
12．D
13．B
14．A
15．C
16． 磁场 磁场 磁场 电流变化
17．错误
18． 自感 平行导线上电流反向，因而磁场相抵消
19． 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
20．d方案可行
21．（1）；（2）；
（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
22．
现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．
原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．
23．3 V，5 Ω
答案第1页，共2页
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