选择性必修二2.4互感和自感练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修二2.4互感和自感练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 550.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 06:41:09 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 2.4 互感和自感
一、单选题
1．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
2．如图所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，A、B是完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S瞬间，A灯比B灯先亮
B．闭合S瞬间，A灯立即亮，B灯逐渐变亮
C．断开S瞬间，通过B灯的电流方向从左向右
D．断开S瞬间，A灯立即熄灭，B灯闪亮后熄灭
3．某学生做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（ ）
A．闭合开关S，L1灯泡立刻变亮，且亮度不变
B．闭合开关S，L2灯泡逐渐变亮，然后亮度不变
C．电路稳定后断开开关S，L1灯泡先闪亮一下后再熄灭
D．电路稳定后断开开关S，L2灯泡先变亮后再逐渐熄灭
4．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．如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是（ ）
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
6．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，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，立刻熄灭，过一会熄灭
D．断开开关S切断电路时，突然闪亮一下，然后和一起缓缓熄灭
7．如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、电阻可不计的线圈，、是规格相同的灯泡，D是理想二极管。则（ ）
A．闭合开关S，立即变亮，然后亮度不变
B．闭合开关S，、都逐渐变亮，最后亮度相同
C．断开开关S，逐渐变暗至熄灭，变亮后再与同时熄灭
D．断开开关S，逐渐变暗至熄灭，一直不亮
8．如图所示，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，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L1、L2先后亮暗的顺序是（ ）
A．接通时，L2先达最亮；断开时，L2先暗
B．接通时，L1先达最亮；断开时，L1后暗
C．接通时，L2先达最亮；断开时，L2后暗
D．接通时，L1先达最亮；断开时，L1先暗
9．如图所示，两个相同的灯泡、，分别与定值电阻R和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S后，灯泡逐渐变亮
B．断开电键S后，灯泡电流方向由A向B逐渐减小
C．断开电键S后，灯泡、都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡逐渐变暗，立即熄灭
10．电感L的单位是亨利，符号是H；电容C的单位是法拉，符号是F，则LC用国际单位制下的基本单位符号表示正确的是（ ）
A．s B． C． D．
11．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
12．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。则（ ）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯亮
D．断开开关S时，A灯与B灯同时逐渐熄灭
二、填空题
13．在学习了自感的知识以后，高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究：直流电阻可以不计线圈L，规格相同的灯泡和，规格为3V、20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图，滑动变阻器的滑片移到移到中间。
当开关S闭合时，他们可以观察到的实验现象是：______（填选项前的字母）；
A．灯比先亮起来，最终比亮
B．比灯先亮起来，最终比亮
C．两灯同时亮
当S断开时，他们观察到的实验现象是______（填选项前的字母）。
A．两灯立即同时熄灭
B．先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭
C．先熄灭，A1慢慢熄灭
14．三个电学黑箱内分别是定值电阻、容器、电感线圈。为了确定电学黑箱内元件的种类，某同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将三个电学黑箱接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙所示则图甲、乙、丙对应的三个电学黑箱里分别是___________、___________、___________。
15．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。
16．互感现象危害：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．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯________变亮，B灯________变亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．（均选填“立即”或“缓慢”）
三、解答题
18．如下图A所示，电阻R1、电阻R2和长直导线与波动高压电源相连。在长导线的中间有一线圈，其中心与长直导线的距离r=0.1m，线圈的横截直径为0.02m，如图B所示。线圈的两端连接一个电阻R3=90Ω与电容器C，线圈电阻为10Ω，匝数N=。接通高压电源后，在长直导线回路中产生电流I，大小如图C所示，线圈一开始产生感应电流方向从A到B。同时，资料表明线圈各处的磁感应强度大小均可视为，其中。
（1）若在时，电容器的所带电荷量恰好为流过电阻R3的电荷量，且此时电容器恰好饱和，求电容器的电容量；
（2）求流过电阻R3的电荷量；
（3）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的电流与时间t图像。
19．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
20．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？
21．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？
22．电子设备中常要用一种没有电感的精密电阻，它是用一根电阻线对折后绕制（双线并绕法）成的线圈，如图所示。为什么这种结构的电阻会没有电感呢？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
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，分流作用增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，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AB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变亮再逐渐熄灭，通过B灯的电流方向从右向左，而灯泡A立即熄灭，故C错误，D正确；
故选D。
3．D
【详解】
A．闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，L1灯逐渐亮，电路中的电流稳定后亮度不变，故A错误；
B．闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过L2，L2始终不亮，故B错误。
CD．在电路稳定后，断开开关S的瞬间，L由于产生自感电动势，相当于电源，产生与原电流方向相同的自感电流，电流通过二极管，灯泡L1、L2串联，所以L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭。故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
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．B
【详解】
AC．回路由导线、锉刀、电池组成，故锉刀必须用易导电的材料制成，所以A、C错误；
BD．锉刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变化，线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B正确，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
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，故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，与原A2支路电流大小相同，所以两灯一起缓缓熄灭，不会突然闪亮一下，故CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A B. 闭合开关S，由于二极管有单向导电性，中无电流，始终不亮；线圈L产生自感现象，L1逐渐变亮，故AB错误；
C D. 断开开关S的瞬间，线圈L产生自感现象，相当于电源，灯泡和串联，二极管正向通电，所以逐渐变暗至熄灭，变亮后再与同时熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
开关S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先达最亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加；由于L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，所以电流稳定后，两个灯泡一样亮，即L1灯泡亮度逐渐正常，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L1后暗。
故选B。
9．C
【详解】
A．电键闭合后，含灯泡L2的支路中没有线圈，立即变亮，A错误；
BCD．电键S断开前，两个支路电流相等，断开电键S后，两个支路构成回路，线圈产生自感电动势，自感电流方向由B向A流过灯泡L2且逐渐减小，灯泡L1 L2都逐渐变暗，BD错误，C正确；
故选C。
10．B
【详解】
方法一：自感电动势
电容
由
可知
由推导式得LC在国际单位制下的单位符号是。
方法二：由LC振荡回路的周期公式
可知，LC在国际单位制下的单位符号是。
故选B。
11．D
【详解】
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。
12．D
【详解】
ABC．开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，A灯立即发光，由于线圈的自感阻碍，B灯后发光，逐渐变亮，由于自感线圈的电阻可忽略，所以最后两灯一样亮，故ABC错误；
D．断开开关S的瞬间，线圈与两灯一起构成一个自感回路，由于线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，两灯同时逐渐熄灭，故D正确。
故选D。
13． A B
【详解】
[1]合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后由于线圈L的电阻不计，则最终流过A1的电流比较大，A1比较亮；所以A2比A1先亮起来，最终A1比A2亮，故选A；
[2]断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2；由于流过A1的电流比较大，所以A2先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭，故选B．
14． 电容器 电感线圈 定值电阻
【详解】
[1]电容器的特性是闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，甲为电容器。
[2]电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍作用，乙为电感线圈。
[3]定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间即产生恒定的电流，丙为定值电阻。
15． 逐渐 立刻
【详解】
[1]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；
[2]开关断开时，小灯泡中电流立即为0，立刻熄灭。
16．相互靠近
【详解】
略
17． 缓慢 立即 缓慢 缓慢
【详解】
略
18．（1）F；（2）；（3）
【详解】
（1）由感应电动势
又因为
I
故
所以
F
（2）由题意知在t=0.002s到t=0.005s过程中无电流，故由（1）知
故
（3）由（1）可得
根据自感线圈的性质，可做出图像如下图所示
19．(1)2.0 Ω (2)电灯中的电流方向自右向左 (3)3.0 V
本题考查电磁感应中的自感现象，需运用欧姆定律、自感现象中线圈电流的变化规律等知识．
【详解】
(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得，解得：
(2) 断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左．
(3) 由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
20．见解析
【详解】
电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反。本题中电子沿逆时针方向运动，所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。在图中，磁场方向由下向上。根据楞次定律，为使真空室中产生顺时针方向的感生电场，磁场应该由弱变强。也就是说，为使电子加速，电磁铁中的电流应该由小变大。
21．（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。
22．见解析
【详解】
双线并绕法中两根线的电流大小相等方向相反，两根线产生的磁场也大小相同，方向相反，相互叠加后抵消。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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
2．如图所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，A、B是完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S瞬间，A灯比B灯先亮
B．闭合S瞬间，A灯立即亮，B灯逐渐变亮
C．断开S瞬间，通过B灯的电流方向从左向右
D．断开S瞬间，A灯立即熄灭，B灯闪亮后熄灭
3．某学生做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（ ）
A．闭合开关S，L1灯泡立刻变亮，且亮度不变
B．闭合开关S，L2灯泡逐渐变亮，然后亮度不变
C．电路稳定后断开开关S，L1灯泡先闪亮一下后再熄灭
D．电路稳定后断开开关S，L2灯泡先变亮后再逐渐熄灭
4．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．如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是（ ）
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
6．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，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，立刻熄灭，过一会熄灭
D．断开开关S切断电路时，突然闪亮一下，然后和一起缓缓熄灭
7．如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、电阻可不计的线圈，、是规格相同的灯泡，D是理想二极管。则（ ）
A．闭合开关S，立即变亮，然后亮度不变
B．闭合开关S，、都逐渐变亮，最后亮度相同
C．断开开关S，逐渐变暗至熄灭，变亮后再与同时熄灭
D．断开开关S，逐渐变暗至熄灭，一直不亮
8．如图所示，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，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L1、L2先后亮暗的顺序是（ ）
A．接通时，L2先达最亮；断开时，L2先暗
B．接通时，L1先达最亮；断开时，L1后暗
C．接通时，L2先达最亮；断开时，L2后暗
D．接通时，L1先达最亮；断开时，L1先暗
9．如图所示，两个相同的灯泡、，分别与定值电阻R和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S后，灯泡逐渐变亮
B．断开电键S后，灯泡电流方向由A向B逐渐减小
C．断开电键S后，灯泡、都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡逐渐变暗，立即熄灭
10．电感L的单位是亨利，符号是H；电容C的单位是法拉，符号是F，则LC用国际单位制下的基本单位符号表示正确的是（ ）
A．s B． C． D．
11．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
12．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。则（ ）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯亮
D．断开开关S时，A灯与B灯同时逐渐熄灭
二、填空题
13．在学习了自感的知识以后，高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究：直流电阻可以不计线圈L，规格相同的灯泡和，规格为3V、20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图，滑动变阻器的滑片移到移到中间。
当开关S闭合时，他们可以观察到的实验现象是：______（填选项前的字母）；
A．灯比先亮起来，最终比亮
B．比灯先亮起来，最终比亮
C．两灯同时亮
当S断开时，他们观察到的实验现象是______（填选项前的字母）。
A．两灯立即同时熄灭
B．先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭
C．先熄灭，A1慢慢熄灭
14．三个电学黑箱内分别是定值电阻、容器、电感线圈。为了确定电学黑箱内元件的种类，某同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将三个电学黑箱接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙所示则图甲、乙、丙对应的三个电学黑箱里分别是___________、___________、___________。
15．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。
16．互感现象危害：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．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯________变亮，B灯________变亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．（均选填“立即”或“缓慢”）
三、解答题
18．如下图A所示，电阻R1、电阻R2和长直导线与波动高压电源相连。在长导线的中间有一线圈，其中心与长直导线的距离r=0.1m，线圈的横截直径为0.02m，如图B所示。线圈的两端连接一个电阻R3=90Ω与电容器C，线圈电阻为10Ω，匝数N=。接通高压电源后，在长直导线回路中产生电流I，大小如图C所示，线圈一开始产生感应电流方向从A到B。同时，资料表明线圈各处的磁感应强度大小均可视为，其中。
（1）若在时，电容器的所带电荷量恰好为流过电阻R3的电荷量，且此时电容器恰好饱和，求电容器的电容量；
（2）求流过电阻R3的电荷量；
（3）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的电流与时间t图像。
19．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
20．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？
21．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？
22．电子设备中常要用一种没有电感的精密电阻，它是用一根电阻线对折后绕制（双线并绕法）成的线圈，如图所示。为什么这种结构的电阻会没有电感呢？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
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，分流作用增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，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AB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变亮再逐渐熄灭，通过B灯的电流方向从右向左，而灯泡A立即熄灭，故C错误，D正确；
故选D。
3．D
【详解】
A．闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，L1灯逐渐亮，电路中的电流稳定后亮度不变，故A错误；
B．闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过L2，L2始终不亮，故B错误。
CD．在电路稳定后，断开开关S的瞬间，L由于产生自感电动势，相当于电源，产生与原电流方向相同的自感电流，电流通过二极管，灯泡L1、L2串联，所以L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭。故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
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．B
【详解】
AC．回路由导线、锉刀、电池组成，故锉刀必须用易导电的材料制成，所以A、C错误；
BD．锉刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变化，线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B正确，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
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，故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，与原A2支路电流大小相同，所以两灯一起缓缓熄灭，不会突然闪亮一下，故CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A B. 闭合开关S，由于二极管有单向导电性，中无电流，始终不亮；线圈L产生自感现象，L1逐渐变亮，故AB错误；
C D. 断开开关S的瞬间，线圈L产生自感现象，相当于电源，灯泡和串联，二极管正向通电，所以逐渐变暗至熄灭，变亮后再与同时熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
开关S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先达最亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加；由于L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，所以电流稳定后，两个灯泡一样亮，即L1灯泡亮度逐渐正常，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L1后暗。
故选B。
9．C
【详解】
A．电键闭合后，含灯泡L2的支路中没有线圈，立即变亮，A错误；
BCD．电键S断开前，两个支路电流相等，断开电键S后，两个支路构成回路，线圈产生自感电动势，自感电流方向由B向A流过灯泡L2且逐渐减小，灯泡L1 L2都逐渐变暗，BD错误，C正确；
故选C。
10．B
【详解】
方法一：自感电动势
电容
由
可知
由推导式得LC在国际单位制下的单位符号是。
方法二：由LC振荡回路的周期公式
可知，LC在国际单位制下的单位符号是。
故选B。
11．D
【详解】
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。
12．D
【详解】
ABC．开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，A灯立即发光，由于线圈的自感阻碍，B灯后发光，逐渐变亮，由于自感线圈的电阻可忽略，所以最后两灯一样亮，故ABC错误；
D．断开开关S的瞬间，线圈与两灯一起构成一个自感回路，由于线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，两灯同时逐渐熄灭，故D正确。
故选D。
13． A B
【详解】
[1]合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后由于线圈L的电阻不计，则最终流过A1的电流比较大，A1比较亮；所以A2比A1先亮起来，最终A1比A2亮，故选A；
[2]断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2；由于流过A1的电流比较大，所以A2先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭，故选B．
14． 电容器 电感线圈 定值电阻
【详解】
[1]电容器的特性是闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，甲为电容器。
[2]电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍作用，乙为电感线圈。
[3]定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间即产生恒定的电流，丙为定值电阻。
15． 逐渐 立刻
【详解】
[1]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；
[2]开关断开时，小灯泡中电流立即为0，立刻熄灭。
16．相互靠近
【详解】
略
17． 缓慢 立即 缓慢 缓慢
【详解】
略
18．（1）F；（2）；（3）
【详解】
（1）由感应电动势
又因为
I
故
所以
F
（2）由题意知在t=0.002s到t=0.005s过程中无电流，故由（1）知
故
（3）由（1）可得
根据自感线圈的性质，可做出图像如下图所示
19．(1)2.0 Ω (2)电灯中的电流方向自右向左 (3)3.0 V
本题考查电磁感应中的自感现象，需运用欧姆定律、自感现象中线圈电流的变化规律等知识．
【详解】
(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得，解得：
(2) 断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左．
(3) 由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
20．见解析
【详解】
电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反。本题中电子沿逆时针方向运动，所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。在图中，磁场方向由下向上。根据楞次定律，为使真空室中产生顺时针方向的感生电场，磁场应该由弱变强。也就是说，为使电子加速，电磁铁中的电流应该由小变大。
21．（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。
22．见解析
【详解】
双线并绕法中两根线的电流大小相等方向相反，两根线产生的磁场也大小相同，方向相反，相互叠加后抵消。
答案第1页，共2页
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