选择性必修二2.4互感和自感 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 2.4 互感和自感
一、单选题
1．如图所示的电路中，A、B是两个相同的小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计，调节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（　　）
A．合上开关时，A、B两灯同时正常发光，断开开关时，A、B两灯同时熄灭
B．合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C．断开开关时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D．断开开关时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
2．如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，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，下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合时，A灯逐渐变亮、B灯立即亮
B．开关闭合时，A、B两灯同时亮
C．开关断开时，A灯比B灯后熄灭
D．开关断开时，A、B灯同时立即熄灭
3．如图所示的电路中，A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数较大、电阻可以忽略不计的线圈，电源电动势E不变。下列说法正确的是（　　）
A．合上S，电流稳定后A、B亮度相同
B．合上S的瞬间，B先亮，A逐渐变亮
C．电流稳定后断开S的瞬间，A、B均立即熄灭
D．电流稳定后断开S的瞬间，A闪亮后逐渐熄灭，B立即熄灭
4．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻可以忽略不计，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变
B．闭合开关S后，灯泡B亮度一直保持不变
C．再断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到熄灭
D．再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
5．国际单位制的基本单位有米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉等个。导出单位自感系数用上述基本单位可表示为（　　）
A． B．
C． D．
6．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
7．如图所示，、是两个完全相同的灯泡，其额定电压均为，图中电源电动势，其内阻不计，是具有单向导电性的理想二极管，是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。则下列说法正确的是（　　）
A．电键闭合瞬间，、同时逐渐变亮
B．电键闭合瞬间，逐渐变亮，不亮
C．电键断开瞬间，、均立即熄灭
D．电键断开瞬间，立即熄灭，逐渐熄灭
8．如图所示，灯泡、的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）
A．当闭合开关S时，立即亮，逐渐变亮，最后两灯一样亮
B．当闭合开关S时，和始终一样亮
C．当断开开关S时，两灯都立即熄灭
D．当断开开关S时，立即熄灭、过一会儿才熄灭
9．在如图所示的电路中电源内阻不能忽略，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个滑动变阻器。闭合开关后，调整，使和发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为。然后，断开。若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过的电流、流过的电流随时间变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
10．在如图所示的电路中，开关闭合且稳定后流过自感线圈的电流是，流过灯泡的电流是，现将开关突然断开，能正确反映流过灯泡的电流在开关断开前后随时间变化关系的图像是（　　）
A． B． C． D．
11．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为直流电阻不计且自感系数较大的自感线圈，E为电源且内阻不可忽略，S为开关。下列说法正确的是（　　）
A．合上开关S，在电路稳定之前，a产生的热量大于b产生的热量
B．合上开关S，a先亮且亮度不变、b后亮直至与a一样亮
C．将原来闭合的开关S断开，因自感系数较大，所以a、b均会在闪亮后熄灭
D．开关S闭合、断开，线圈自感电动势方向相同
12．如图所示，L是直流电阻不计的自感系数较大的线圈，a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻，b、c灯泡相同。闭合S，电路稳定后（　　）
A．a、b灯一样亮
B．b、c灯一样亮
C．断开S，通过a灯的感应电流与原电流方向相反
D．断开S，c灯立即熄灭，b灯闪亮一下后逐渐熄灭
13．某同学为了验证自感现象，自己找来带铁芯的线圈（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略）、两个相同的小灯泡A和B、开关和电池组，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。他可能观察到的现象是（　　）
A．闭合瞬间，B比A先亮 B．闭合瞬间，A、B一起亮
C．断开瞬间，A、B逐渐熄灭 D．断开瞬间，A比B先熄灭
14．2018年3月27日，华为、小米不约而同选在同一天召开发布会。发布了各自旗下首款无线充电手机。小米MIX2S支持7.5W无线充电，华为MateRs保时捷版则支持10W无线充电。如图给出了它们的无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（　　）
A．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
B．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
C．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
15．下列关于各物理量的单位，说法正确的是（　　）
A．动摩擦因数μ的单位是N
B．劲度系数k的单位是N·m
C．相对介电常数的单位是Ω-1
D．自感系数L的单位是
二、填空题
16．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”）
17．在电磁感应现象中，电路中产生的感应电动势大小与_________成正比．最早发现电磁感应现象的科学家是_______．电路中电流的变化它会自身激发电磁感应现象，这种现象叫_______现象．
18．当一个线圈中的______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______。
三、解答题
19．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．
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．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。
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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态，故A错误， B正确；
CD．断开开关时，L中产生与原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反，因为断开开关后，由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，故CD错误。
故选B。
2．A
【详解】
AB．A灯与线圈串联，B灯与定值电阻串联，闭合开关A灯逐渐变亮，B灯立即变亮，故A正确，B错误；
CD．断开开关，两灯与线圈构成闭合回路，由于自感现象线圈中电流逐渐减小，所以两灯逐渐熄灭，故CD错误。
故选A。
3．D
【详解】
AB．合上S的瞬间，由于线圈产生自感电动势，电流同时流过灯泡A、B，则两灯同时亮，电流稳定后，由于线圈电阻不计，则灯A被短路，熄灭，故AB错误；
CD．电流稳定后断开S的瞬间，由于线圈产生自感电动势，且与灯A组成回路，所以A闪亮后逐渐熄灭，B立即熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
AB．闭合开关S后，灯泡A和灯泡B一齐亮，接着灯泡A逐渐变亮直至亮度不变，灯泡B逐渐变暗直至熄灭，选项A、B均错误；
CD．再断开开关S后，灯泡A立即熄灭，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
根据
可知
单位为，根据
所以
整理得
故选A。
6．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。
7．B
【详解】
AB．闭合开关，二极管接反向电压，因此A灯不亮，线圈电流在逐渐增大，因此B灯逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD．断开瞬间，B灯立即熄灭，A灯与线圈构成回路，先闪亮再逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
8．A
【详解】
AB．当闭合S时，A2立即亮，而自感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，由于稳定时自感线圈L的电阻可以忽略，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故A正确，B错误；
CD．当断开S时，通过A2的原来的电流立即消失，由于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，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，故C D错误。
故选A。
9．B
【详解】
AB．由于小灯泡L1与电感线圈串联，断开S后再闭合，流过L1的电流从无到有（即增大），电感线圈对电流有阻碍作用，所以流过灯泡L1的电流从0开始逐渐增大，最终达到I，A错误、B正确。
CD．由于小灯泡L2与滑动变阻器串联，断开S后再闭合，立即有电流通过L2，当I1电流逐渐增大时，流过L2的电流逐渐减小，最终减到I，CD错误。
故选B。
10．A
【详解】
断开前，流过灯泡电流方向为向右，断开后，自感线圈为了阻碍电流的减小，产生一个同向的自感电动势，所以流过灯泡的电流方向向左，并且在断电瞬间，流过线圈的电流大小保持不变。
故选A。
11．A
【详解】
A．合上开关S，在电路稳定之前，由于L为自感系数较大的自感线圈，灯泡b所在支路的电流较小，故a产生的热量大于b产生的热量，故A正确；
B．由于L为直流电阻不计且自感系数较大的自感线圈，合上开关S，b后亮直至与a一样亮，a先亮随后变暗，最后ab一样亮，故B错误；
C．将原来闭合的开关S断开，因原来通过两灯的电流一样，所以a、b均不会在闪亮后熄灭，故C错误；
D．开关S闭合、断开，线圈自感电动势阻碍电路中电流的变化，因此方向相反，故D错误。
故选A。
12．D
【详解】
AB．开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，则a与b并联，三个灯泡都有电流流过，a、b、c灯都亮，a、b灯并联，因为电阻不同，所以亮度不相同，c在干路，电流大于b的电流，所以c灯比b灯亮，故AB错误；
CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感以阻碍电流减小，即产生通过a灯的感应电流与原电流方向相同，因为a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻，所以通过b灯的瞬时电流，要比b灯稳定时的电流大，所以b灯闪亮一下后逐渐熄灭，故D正确，C错误。
故选D。
13．C
【详解】
AB．从实物图中我们可以看出两个小灯泡是间接并联关系，其中自感线圈和B灯泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，而A灯泡不受影响，所以A比B先亮，故AB错误；
CD．当断开开关的瞬间，电源电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，此时A、B串联构成回路，所以A、B灯泡是缓慢熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
14．A
【详解】
A．根据电磁感应原理，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，所以A正确；
B．手机外壳用金属材料制作会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，所以B错误；
C．不是所有手机都可以进行无线充电，只有手机中有接收线圈时手机利用电磁应，才能进行无线充电，所以C错误；
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，而非“电流的磁效应”，所以D错误；
故选A。
15．D
【详解】
A．动摩擦因数μ没有单位，A错误；
B．根据
劲度系数k的单位是N/m，B错误；
C．相对介电常数，没有单位，C错误；
D．根据
可推导出L的单位还可以写作
D正确。
故选D。
16． 缓慢 立即 缓慢 缓慢
【详解】
略
17． 穿过这一电路的磁通量的变化率 法拉第 自感
【详解】
[1]在电磁感应现象中，电路中产生的感应电动势大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．
[2]最早发现电磁感应现象的科学家是法拉第．
[3]电路中电流的变化它会自身激发电磁感应现象，这种现象叫自感现象．
18． 电流 变化的磁场 本身 自感电动势
【详解】
略
19．见解析
【详解】
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．
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．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。
22．2.5H；100V
【详解】
由
得自感系数
当时，自感电动势
答案第1页，共2页
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