2.4 互感和自感 章节练习（Word版含答案）

2.4、互感和自感
一、选择题（共16题）
1．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
2．如图所示为演示自感现象的实验电路，实验时先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡E的电流为I2，小灯泡处于正常发光状态．断开开关S，可以观察到小灯泡闪亮一下后熄灭，在灯泡闪亮的短暂过程中，以下说法正确的是（ ）
A．线圈L中的电流I1立即减为零
B．线圈L两端a端电势高于b端
C．小灯泡中的电流由I1逐渐减为零，方向与I2相反
D．小灯泡中的电流由I2逐渐减为零，方向不变
3．如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计．当电键S闭合时，两表的指针都偏向右方．当S断开时，将出现
A．G1和G2的指针都立刻回到零点
B．G1和G2的指针都缓慢地回到零点
C．G1的指针先立刻偏向左方，然后缓慢地回到零点， G2的指针缓慢地回到零点
D．G1的指针缓慢地回到零点；G2的指针先立刻偏向左方，然后缓慢地回到零点
4．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B灯
5．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不可以忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．合上S时，A1和A2同时亮起来
B．合上S时，A2比A1先亮，且最后A2比A1要亮些
C．断开S时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭
D．断开S时，A2会闪亮一下才熄灭
6．如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，自感线圈L的直流电阻很小，下列说法中正确的是（　　）
A．闭合电键S接通电路时，A、B同时亮
B．闭合电键S接通电路时，B先亮，A后亮
C．待电路稳定后，断开电键S切断电路时，A和B都立即熄灭
D．待电路稳定后，断开电键S切断电路时，B先熄灭，A过一会儿才熄灭
7．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，电阻R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．B比A先亮，然后A逐渐变亮
C．A、B一起亮，然后A熄灭
D．A、B一起亮，然后B熄灭
8．如图所示，A，B是两个完全相同的灯泡，电源内阻不可忽略，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计．当电键K闭合时，下列说法正确的是（ ）
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．AB一齐亮，然后A熄灭
C．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮
D．A、B一齐亮．然后A逐渐变亮，B的亮度不变
9．如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮
B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
10．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．断开开关时，N点电势高于M点
C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭
D．断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭
11．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。通过两定值电、的电流分别为、，开关S原先是闭合的，在S断开后，通过的电流（　　）
A．立即减为零
B．方向不变，由逐渐减为零
C．方向改变，由逐渐减为零
D．方向改变，由逐渐减为零
12．如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大，C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（　　）
A．S闭合时，P、Q两灯都是先亮后逐渐熄灭
B．S闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮
C．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭
D．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭
13．如图所示的电路中，D1、D2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，此时( )
A．D1立刻熄灭
B．D2立刻熄灭
C．D1闪亮一下逐渐熄灭
D．D2闪亮一下逐渐熄灭
14．如下左图所示的电路中，三个灯泡、、的电阻关系为，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管。电键S从闭合状态突然断开时，则下列判断正确的是(　　)
A．立即熄灭
B．先变亮，然后熄灭
C．先变亮，然后熄灭
D．立即熄灭
15．物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，闭合开关S，电路稳定后小灯泡A正常发光，此时通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡A的电流为I2。断开开关S，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关S时，A立即发光并且亮度逐渐增强直到正常发光
B．闭合开关S时，A立即发光并且亮度逐渐减弱直到正常发光
C．I1>I2
D．I116．如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B灯的情况是：
A．S闭合时，B立即亮，然后逐渐变亮
B．S闭合时，A、B立即亮，然后A逐渐熄灭
C．S断开后，A、B立即熄灭
D．S断开后，B立即熄灭，A比B后熄灭
二、填空题
17．自感系数
（1）自感电动势：，其中是___________；L是___________，简称自感或电感。单位：___________，符号：___________。
（2）自感系数与线圈的___________、___________、___________，以及是否有___________等因素有关。
18．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。
19．如图为某一同学“研究自感现象”的实验电路图，A、B是相同的两小灯．L是一个带铁芯的线圈，电阻可忽略．调节R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关断开时，A灯将________，B灯将________ （填“立即熄灭”、“逐渐熄灭”或“闪亮一下后再熄灭”）．

20．如图所示，L是一个带铁芯的电感线圈，R为纯电阻，两条支路的直流电阻相等．A1和A2是完全相同的两个双偏电流表，当电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏，反之向左偏．在开关K合上到电路稳定前，电流表A1的偏角________电流表A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏；电路稳定后，再断开开关K，在断开K后的短时间内，A1的偏角________ A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏．（选填“左”、“右”、“大于”、“等于”或“小于”）
三、综合题
21．按照图连接电路。
（1）先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察并说明开关断开时灯泡的亮度。
（2）利用已学知识解释该现象。
22．在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。
（1）当闭合开关S时，和两个灯泡的亮度将如何变化？
（2）当断开开关S时，和两个灯泡的亮度又将如何变化？
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
ABC．闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，通过灯的电流缓慢增大，所以S闭合后，灯泡LA中有电流通过，当S闭合时，电路中会产生自感现象。故AB错误，C正确。
D．在S闭合后再断开的瞬间，由于不存在自感回路，所以没有感应电流产生，灯泡LA立即熄灭。故D错误。
故选C。
C
【详解】
断开开关的瞬间，线圈会发生断电自感，此时线圈相当于电源，产生的自感电动势会维持电流继续绕线圈和灯泡形成的回路流动，并逐渐减为零，线圈b端相当于电源的正极，线圈L两端a端电势低于b端，故A B错误；S断开后，线圈与L构成回路，由于自感的存在，电流将从I1开始减小为0，方向与I2方向相反，故C正确，D错误．
故选C．
3．D
【详解】
试题分析：当开关断开时，通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，从而阻碍电流的变小，所以感应电流在G1-L-G2中形成新的回路，使得G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点；故选D．
4．B
【详解】
AB．从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，由于L中产生自感电动势阻碍电流的增加，可知A灯逐渐变亮，最后亮度稳定；B灯立刻亮起，而后随电路总电流变大，则路端电压减小，则B灯逐渐变暗，最后亮度稳定；选项A错误，B正确．
CD．开关由闭合到断开的瞬间，B灯原来的电流立刻消失；由于在L中的自感电动势阻碍电流减小，则通过A灯的电流会在L-A-B中重新组成回路，则电流自右向左通过B灯，使得两灯都会慢慢熄灭，选项CD错误。
故选B。
5．B
【详解】
AB．合上开关接通电路时，A2立即正常发光，线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡A1中电流只能逐渐增大，则A2先亮，A1后亮，最后因线圈L支路的电阻较大，则电流较小，即最后A2比A1要亮些。故A错误B正确。
CD．断开开关时，A2原来的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，则A1和A2都要过一会儿才熄灭。故CD错误。
故选B。
6．B
【详解】
AB．灯B与电源串联，当电键S闭合时，灯B立即发光。由于通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A逐渐亮起来，故A错误，B正确；
CD．稳定后当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A、B构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，故CD错误。
故选B。
7．B
【详解】
闭合开关的一瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，B灯先亮，A灯后亮，然后A中电流逐渐增大，A灯逐渐变亮．
A． A比B先亮，然后A熄灭，与结论不相符，选项A错误；
B．B比A先亮，然后A逐渐变亮，与结论相符，选项B正确；
C．A、B一起亮，然后A熄灭，与结论不相符，选项C错误；
D．A、B一起亮，然后B熄灭，与结论不相符，选项D错误；
8．C
【详解】
开关闭合时，电感线圈产生阻碍原电流增大的自感电动势，灯泡A逐渐变亮，灯泡B立刻亮，D对；
9．D
【详解】
A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a灯逐渐亮，A错误；
B．开关S闭合，电路稳定后，三灯都亮，B错误；
CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，使得a、b灯逐渐熄灭，C错误，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A、开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；
BCD、断开开关S的瞬间，因线圈L的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，N点电势高于M点；L和a、b组成的回路中有电流，由于原来a灯的电流小于b灯的电流，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以b灯会闪暗后a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，马上熄灭，故B正确，C、D错误；
故选B．
11．C
【详解】
A．在开关S断开的瞬间，由于R1和自感线圈L连接，当开关S断开时L中产生感应电流并且流入R2，故R2中电流并非立即减为0，A错误；
BCD．开关S闭合时R2中电流方向向右，当开关S断开时，R1中的电流流入R2中形成新的回路，故R1的电流方向反向，且电流从I1逐渐减为0，BD错误，C正确；
故选C。
12．D
【详解】
AB．S刚闭合后，电容器C要通过P充电，并且充电电流越来越小，故P亮一下又逐渐变暗，最后P被L短路，所以P最后会熄灭，而L对电流变化有阻碍作用，所以通过Q的电流逐渐增大，故Q逐渐变亮，故AB错误；
CD．S闭合足够长时间后再断开，电容器要对Q放电，故Q要逐渐熄灭，而线圈L对P放电，导致P灯突然亮一下，然后熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
13．D
【详解】
电路稳定后断开开关，线圈发生断电自感，产生自感电动势，有同方向的电流，由于D1、D2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计，原来D1、线圈和D2、电阻并联，D2回路电阻大，电流小，所以自感电流大于原来通过D2电流，但不会大于原来通过D1的电流，所以D2闪亮一下逐渐熄灭，D1逐渐熄灭，所以D正确，ABC错误；
故选D。
14．CD
【详解】
断开S的瞬间，因二极管的导通方向与电流方向相反，则立即熄灭，线圈L与灯泡、构成回路，因线圈产生感应电动势，所以灯泡、均将由亮变暗，故CD正确，AB错误；故选CD．
15．BC
【详解】
AB．闭合开关S时，A立即发光，线圈L由于自感作用，线圈L中的电流逐渐增大，内压增大，外压减小，A的亮度逐渐减弱；电路稳定后，线圈L相当于是电阻，电路稳定，A正常发光，故B正确，A错误；
CD．断开开关S，线圈L与A组成闭合回路，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭，则由线圈提供的电流比A原来的电流大，说明线圈L中原来的电流比A中的大，故C正确，D错误。
故选BC。
16．AB
【详解】
试题分析：电容对直流电是相当于是断开的，而线圈能阻碍电流的变化：即电流增大时阻碍增大，减小时阻碍减小．
S闭合之后，由于L的阻碍作用，灯泡AB立即亮，之后，L的直流电阻为零，A被短路，B逐渐变亮，然后A逐渐熄灭，不发光，故AB正确；S断开后，B和电容构成回路，不会立即熄灭；而A与线圈构成回路，会逐渐熄灭，CD错误；
17． 电流的变化率 自感系数 亨利 H 大小 形状 圈数 铁芯
【详解】
（1）自感电动势
其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号：H。
（2）自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
18． 磁场 磁场 磁场 电流变化
【详解】
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中电流减小时，磁场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电流变化的性质。
19． 逐渐熄灭； 逐渐熄灭
【详解】
断开开关S的瞬间线圈产生自感电动势，维持线圈的电流的方向不变，断开开关S的瞬间，因灯泡相同，则电流相等，所以两灯会慢慢熄灭，但不会闪亮一下。
20． 小于 右 右 等于 右 左
【详解】
在开关K合上到电路稳定前，由于L的自感的影响，电流表A1的偏角 小于电流表A2的偏角，A1指针向 右偏，A2指针向 右偏；
电路稳定后，再断开开关K，在断开K后的短时间内，L与R、以及电流表A、B组成闭合回路，由于L阻碍电流的减小，所以A1的偏角 等于A2的偏角，A1指针仍然向右偏，A2指针的方向与原来相反，是向左偏．
21．（1）灯泡逐渐熄灭；（2）见解析
【解析】
（1）灯泡逐渐熄灭．
（2）开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡不是马上熄灭，而是慢慢熄灭．
22．（1）S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，此时线圈相当于断路，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不计，则以后L1熄灭，L2变亮。
（2）S断开瞬时，L2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以L1亮一下再慢慢熄灭。
【详解】
（1）S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，此时线圈相当于断路，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不计，则以后L1熄灭，L2变亮。
（2）S断开瞬时，L2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以L1亮一下再慢慢熄灭。
23．见解析
【解析】
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。
答案第1页，共2页