2.4互感和自感综合训练（Word版含答案）

2.4互感和自感
一、选择题（共15题）
1．下列关于线圈中自感电动势的大小的说法正确的是（ ）
A．电流变化越大，自感电动势越大
B．电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
2．在图的电压互感器的接线图中，接线正确的是
A． B． C． D．
3．如图，电感线圈L的阻值与电阻R的阻值相同，a、b是两个完全相同的灯泡，则（　　）
A．闭合开关，a将逐渐变亮
B．闭合开关，b将逐渐变亮
C．闭合开关，a立刻变亮
D．闭合开关，a一直不亮
4．如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，L1先亮、L2后亮
B．闭合开关S稳定后，L1、L2亮度相同
C．断开开关S的瞬间，b点的电势比a点高
D．断开开关S的瞬间，L1闪亮一下然后逐渐熄灭
5．如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器．当S闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是(　　)
A．S闭合，A亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮
B．S闭合，B亮一下又逐渐变暗，A逐渐变亮
C．S闭合足够长时间后，A和B一样亮
D．S闭合足够长时间后，A、B都熄灭
6．如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )
A．先断开开关S1
B．先断开开关S2
C．先拆去电流表
D．先拆去电阻R
7．某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（　　）
A．不可行，因为电源是直流电
B．不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化
C．可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好
D．可行，且M、N做成针状时，点火效果更好
8．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
9．如图所示，AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成，设电流为I1；CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，设电流为I2.两支路电阻阻值相同，在接通开关S和断开开关S的瞬间，会观察到(　 　)
A．S接通瞬间，I1B．S接通瞬间，I1I2
C．S接通瞬间，I1>I2，断开瞬间I1D．S接通瞬间，I1>I2，断开瞬间I1＝I2
10．如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是（　　）
A．S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮
B．S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮
C．S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮
D．S闭合足够长时间后再断开，A、B灯逐渐熄灭
11．如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　）
A．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯、同时变亮
B．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯逐渐变亮，立即变亮
C．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯、同时变暗
D．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯逐渐变亮，立即变亮
12．如图，A、B是完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，下面说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．断开开关S时，A灯立即熄灭，B灯渐熄灭
D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
13．如图甲是一个电解电容器，电容器外壳上标有“4.7μF 50V”字样；图乙是一个标准自感线圈，外壳上标有“1H”字样，下列有关该电容器和自感线圈的说法正确的是
A．电容器的电容为
B．自感线圈的自感系数为1H
C．电容器在20V的工作电压下，其带电量为
D．自感线圈的自感电动势大小与流过线圈的电流大小有关
14．近年来，手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利．如图甲为充电原理示意图．充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流．当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时方向为正），下列说法正确的是（　　）
A．感应线圈中产生的是恒定电流
B．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
C．t3时刻，感应线圈中电流的瞬时值为0
D．t1～t3时间内，c点电势高于d点电势
15．如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（　　）
A．合上S时，A先亮、B后亮
B．合上S时，A、B同时亮
C．合上S稳定后，A变亮、B熄灭
D．断开S时，A、B同时熄灭
二、填空题
16．自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它产生的___________不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈___________激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作___________。
17．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大。( )
18．如图所示，L是一带铁芯的自感线圈，其直流电阻为零，电路中A和B是二个完全相同的灯泡。当开关S闭合一段时间，电路稳定时，A灯_________（填“亮”或“不亮”），当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势________（填“高”或“低”）。
19．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
三、综合题
20．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。
(1)当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？请作出解释。
(2)当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？请作出解释。
21．在探究自感现象的实验中，为了使现象明显，要选择电阻值比灯泡A灯丝的电阻小得多的线圈。请分析这样做的原因。
22．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。
23．某同学设计了如图所示的实验电路来测定自感系数很大的线圈L的电阻。
（1）请根据实验电路，说明该实验测定线圈L电阻的原理；
（2）测量完毕后，该同学想先断开开关，此时，他的同学赶紧制止，并告诉他，若其断开开关将会烧坏电压表．这种说法正确吗？如何正确拆解这个电路？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
由自感电动势可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，选项A、C、D错误，选项B正确。
故选B。
2．B
【详解】
并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，所以原线圈的匝数大于副线圈的匝数，故B正确，ACD错误．
3．A
【详解】
闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，灯瞬间变亮，灯逐渐变亮。
故选A。
4．D
【详解】
A．闭合开关时，线圈L由于线圈自感系数较大，相当于断路，两灯相当于串联，所以L1、L2同时亮，故A错误；
B．闭合开关，电路电流稳定后，线圈L由于没有电阻，相当于一根导线将L1短路，故稳定后L1不亮，只有L2亮，故B错误；
CD．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，根据楞次定律，线圈由于自感相当于电源，此时线圈L和L1组成闭合回路，电流为顺时针方向，L1闪亮一下然后逐渐熄灭，a点和电源正极相连，电势高于负极附近的b点，故C错误，D正确；
故选D。
5．A
【详解】
A、B项：：S刚闭合后，电容器C要通过A充电，并且充电电流越来越小，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被L短路，所以A最后会熄灭．而L对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增大，故B逐渐变亮．故A正确，B错误．
C、D项：S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮．故CD错误．
6．B
【详解】
b，表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S1或先拆表或先拆去电阻R瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时表加了一个反向电压，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏表．而先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2.→b，表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S1或先拆表或先拆去电阻R瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时表加了一个反向电压，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏表．而先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2.
7．D
【详解】
AB．当开关闭合时，线圈B的磁通量发生变化，有感应电动势产生，会在火花塞的两电极M、N之间产生火花，AB错误；
C．根据
可知，当A线圈的匝数与B线圈的匝数比值越大时，点火效果更好，C错误；
D．火花放电和尖端放电可以交集，尖端放电可以使点火效果更好，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
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。
9．A
【详解】
如图所示，当接通瞬间，AB支路中电流要增加，线圈会产生感应电动势阻碍电流增加，从而使得AB支路电流逐渐增加；CD支路中电流在接通瞬间立即增加，两支路电阻相等，则 I1＜I2．当断开瞬间，通过线圈L的电流要减小，线圈产生感应电动势阻碍电流减小，从而使得电流逐渐减小，线圈L相当于电源，AB及CD部分形成串联回路，两部分电流相等．故A项正确，BCD三项错误．
10．A
【详解】
AB．S刚闭合后，灯泡A与电感并联，由于电感阻碍电流的增大，所以A灯亮一下，但电感的直流电阻为零，故A灯然后逐渐熄灭，B灯与电容器并联，由于电容器充电，所以B灯逐渐变亮，故A正确，B错误；
C．S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮，故C错误；
D．S闭合足够长时间后再断开，B灯与电容器构成回路，电容器放电，所以B灯是逐渐熄灭，A灯与L线圈构成回路，L线圈产生自感电动势，而A灯原来是熄灭的，所以A灯先闪亮一下然后再逐渐熄灭，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
AB．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，电路总电阻变小，电流变大，并联电路两端电压变大，立即变亮，由于线圈的自感，灯逐渐变亮，选项A错误，B正确；
CD．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，电路总电阻变大，电流变小，并联电路两端电压变小，立即变暗，由于线圈的自感，灯逐渐变暗，选项CD错误。
故选B。
12．D
【详解】
AB．闭合开关S时，A立即亮，因为L产生自感电动势阻碍电流增加，B逐渐亮，最后一样亮，AB错误；
CD．断开开关S时，因为L产生自感电动势继续给两灯供电，A灯与B灯同时慢慢熄灭，D正确，C错误。
故选D。
13．BC
【详解】
A．因为，故A错误；
B．外壳上标有“1H”字样则表明自感线圈的自感系数为1H，故B正确；
C．根据公式
可得电容器在20V的工作电压下，其带电量为
故C正确；
D．在自感系数一定的条件下，根据法拉第电磁感应定律，则有：通过导体的电流的变化率越大，产生的自感电动势越大，与电流大小及电流变化的大小无关，故D错误。
故选BC。
14．CD
【详解】
A．励磁线圈产生的磁场随电流变化，因为电流不是均匀变化，磁场也不是均匀变化，所以感应电动势：，就不是恒定的，感应电流也就不是恒定的，A错误
B．感应电流方向阻碍引起感应电流磁通量的变化，当励磁线圈电流减小，磁场减小时，感应电流与励磁线圈电流相同，阻碍磁场减小，B错误
C．t3时刻,励磁线圈电流变化率为零，磁感应强度变化率为零，，感应电动势为零，感应电流为零，C正确
D．t1～t3时间内，励磁线圈正向减小，磁场向上减小，感应电流磁场向上，根据安培定则可判断c点电势高于d点电势，D正确
15．BC
【详解】
ABC．合上S时，电路中立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮；但通过线圈的电流增加，线圈会产生自感电动势，故线圈的电流缓慢增加；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，A、B同时亮，但B逐渐熄灭，而A更亮，故A错误BC正确；
D．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，故D错误；
故选BC。
16． 变化的磁场 本身 自感电动势
【详解】
当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
17．错误
【详解】
线圈的自感系数是由线圈本身决定的物理量，与线圈中电流变化的快慢无关；此说法错误。
18． 不亮 低
【详解】
依题意知，当开关S闭合一段时间，电路稳定时，由于A灯与自感线圈并联，将被线圈短路，则A灯将不亮；
当开关S断开瞬间，自感线圈产生自感电动势，将对A灯进行短暂供电，电流方向从b到a，所以a点电势比b点电势低。
19． A D
【详解】
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；
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；
20．(1)B灯先亮一下后逐渐熄灭；A灯立刻亮起来，后变得更亮；(2)灯泡A立即熄灭，灯泡B由熄灭变亮再逐渐熄灭。
【详解】
(1)当开关S由断开变为闭合时，线圈L中产生很大的自感电动势阻碍电流增加，则L可看做断路，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；
(2)当开关S由闭合变为断开时，灯泡A立即熄灭，L中产生自感电动势阻碍电流减小，则L相当电源，灯泡B与线圈L构成闭合回路，所以灯泡B由熄灭变亮再逐渐熄灭。
21．选择电阻值比灯泡A灯丝的电阻小得多的线圈，根据串并联关系可知，通过灯丝的电流远小于线圈，开关松开后瞬间，由于自感，通过灯丝的电流瞬间变大得多，这样灯亮的程度有较大的变化，方便观察。
22．3 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
23．（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，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，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
【详解】
（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据
可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，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，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
答案第1页，共2页