2.4互感和自感（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4互感和自感（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 700.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 23:50:25 | ||
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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、是两个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，是电容很大的电容器。在刚闭合时与闭合足够长时间之后，、两灯泡的发光情况是（ ）
A．刚闭合时，亮一下又逐渐变暗
B．刚闭合时，亮一下又逐渐熄灭
C．闭合足够长时间后，和一样亮
D．闭合足够长时间后，、都熄灭
2．如图所示，LA、LB是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是（ ）
A．S接通时，灯泡LA先亮，LB后亮
B．S接通时，IA=IB
C．S断开时，LB立即灭，LA先闪亮一下再灭
D．S断开时，IA=IB
3．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
4．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的（ ）
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量保持不变
D．自感系数和自感电动势不变
5．如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
6．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
7．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
8．制造电阻箱时，要用双线绕法，如图所示。当电流变化时双线绕组（ ）
A．回路中一定有自感电动势产生 B．回路中一定没有自感电动势产生
C．螺旋管内磁场发生变化 D．穿过螺旋管的磁通量发生变化
9．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势总与原电流方向相反
10．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
11．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（ ）
A．开关S闭合时，灯泡A一直不亮
B．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮
C．开关S断开瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下逐渐熄灭
D．开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭
12．如图所示是一种延时继电器的示意图，开始时开关闭合。下列说法正确的是（ ）
A．断开开关，弹簧立刻将衔铁拉起
B．断开一段时间后，铁芯中还有逐渐减弱的磁场
C．若线圈B不闭合，还是会产生延时效果
D．线圈之间发生的电磁感应现象叫做自感
二、填空题
13．如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数___于A2的示数，开关S闭合稳定后，A1的示数___于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数___于A2的示数．（填“大”、 “小”、“等”）．
14．如图所示是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，起初，开关处于闭合状态，电路是接通的，现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a、b两点电势相比，_______（填“＞”或“＜”)。
15．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_____。
16．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。
A． B． C． D．
17．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
三、解答题
18．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。
19．一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。
20．李辉用多用表的欧姆挡测量一个演示用可拆变压器原线圈的电阻，以断定它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈暴露出金属导线的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路．正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，说自己被电击了一下．李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两表笔，也没有什么感觉，两位同学隐隐觉得这个现象和线圈有关系．请你分析一下，是什么原因导致断开电表时刘伟被电击
21．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？
22．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
开关刚闭合时，由于线圈自感系数很大，对电流阻碍作用很强，相当于断路，两灯泡瞬间都亮，但由于线圈电阻可忽略，闭合足够长时间后，线圈相当于导线，灯泡被短路而熄灭，灯泡不受影响，所以灯亮一下又逐渐熄灭，灯一直亮，ACD错误，B正确。
故选B
2．C
【详解】
A．关接通时，LA、LB灯是串联的关系，所以两灯同时变亮， A错误；
B．开关接通瞬间，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LA的电流较大，B错误；
C．开关断开瞬间，电路中电流要立即减小到零，但线圈中由于自感现象线圈中电流要逐渐减小与灯泡LA构成闭合回路放电，LA灯中的电流瞬间变为电感中的大电流通过，故LA灯先闪亮一下再逐渐变暗，而LB灯立即熄灭，C正确；
D．开关断开瞬间，电路中电流要减小到零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡LA构成闭合回路放电，而LB中电流立即为零，故 ，D错误。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
ABD．线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以AB错误，D正确；
C．线圈电流增大，磁通量也会增大，所以C错误。
故选D。
5．A
【详解】
S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；
故选A。
6．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。
7．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。
8．B
【详解】
此线圈是双线绕法，电流等大反向，所以其产生磁场方向相反、强度相同，相互抵消，故通过线圈的磁通量始终为0，故不会产生感应电动势，故ACD错误B正确。
故选B。
9．C
【详解】
线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以A错误；
线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关，所以B错误；
线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以C正确；
当原电流增大时，会产生反方向的自感电流来阻碍电流的增大，此时自感电动势的方向与原电流相反，当原电流减小时，会产生同方向的自感电流来阻碍电流的减小，此时自感电动势与原电流方向相反，所以D错误。
故选C。
10．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。
11．C
【详解】
AB．当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，故AB错误；
CD．当S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；而A中由于电感中产生感应电动势，使A闪亮一下后逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．由题意可知，打开开关时，由楞次定律可知，穿过线圈B的磁通量减小变慢，有延时释放D的作用，所以弹簧不会立刻将衔铁拉起，A错误；
B．打开开关后，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中产生感应电流，感应电流的磁场使铁芯中的磁场逐渐减弱，B正确；
C．若线圈B不闭合，打开开关时，线圈B不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，不会产生延时效果，C错误；
D．线圈AB之间发生的电磁感应现象叫做互感，D错误。
故选B。
13． 大 等 等
【详解】
试题分析：开关S闭合的瞬间，通过两个支路的电流都增大，由于L中产生自感电动势阻碍电流增加，所以A2的示数小于A1；电路稳定后，由于两个支路的直流电阻相等，所以电流相等，A1的示数等于A2的示数；S断开的瞬间，在L中产生的自感电动势阻碍电流的减少，在R, A1 A2,L中形成新的回路，所以A1的示数等于A2的示数．
考点：自感现象．
14．＜
【详解】
[1]．在S断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a，即φa＜φb．
15． 自感 平行导线上电流反向，因而磁场相抵消
【详解】
试题分析：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自感现象，常采用双线绕法，这是由于平行导线上电流反向，因而磁场相抵消．
考点：自感现象．
16． A C B D
【详解】
[1] [2] 线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关闭合时，通过两者的电流相等，开关S断开前后，由于线圈的自感，通过灯泡的电流大小相同方向相反，之后电流逐渐减小到0，故通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的C。
通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图A。
[3] [4] 若远小于，则开关闭合时，通过线圈的电流远大于通过灯泡的电流，开关S断开后瞬间，由于线圈的自感，通过灯泡的电流跟原方向相反，大小与线圈原电流大小相同，即通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的D。
通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图B。
17． 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．
18．见解析
【详解】
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。
19．（1）；（2）；（3）见解析；（4）见解析
【详解】
（1）由电量和电流的关系可知图像下方的面积表示电荷量，因此有
代入数据解得
（2）由磁通量的定义可得
代入数据可得
（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
20．线圈在与表笔断开瞬间产生了感应电动势
【详解】
欧姆表的测量电阻时，其电流值非常小，人即使直接接触也不会有电击感；而变压器的线圈在电流变化时会产生自感电动势，这个值比较大，人会有电击感，由于刘伟双手分别握住线圈裸露的两端，故实际相当于刘伟并联到了变压器上．
点晴：本题考查了自感电动势产生的条件，要知道欧姆表测电阻时，电流是很小的；当电流变化时线圈才会产生较大的自感电动势．
21．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。
22．（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
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，电路中、是两个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，是电容很大的电容器。在刚闭合时与闭合足够长时间之后，、两灯泡的发光情况是（ ）
A．刚闭合时，亮一下又逐渐变暗
B．刚闭合时，亮一下又逐渐熄灭
C．闭合足够长时间后，和一样亮
D．闭合足够长时间后，、都熄灭
2．如图所示，LA、LB是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是（ ）
A．S接通时，灯泡LA先亮，LB后亮
B．S接通时，IA=IB
C．S断开时，LB立即灭，LA先闪亮一下再灭
D．S断开时，IA=IB
3．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
4．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的（ ）
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量保持不变
D．自感系数和自感电动势不变
5．如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
6．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
7．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
8．制造电阻箱时，要用双线绕法，如图所示。当电流变化时双线绕组（ ）
A．回路中一定有自感电动势产生 B．回路中一定没有自感电动势产生
C．螺旋管内磁场发生变化 D．穿过螺旋管的磁通量发生变化
9．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势总与原电流方向相反
10．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
11．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（ ）
A．开关S闭合时，灯泡A一直不亮
B．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮
C．开关S断开瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下逐渐熄灭
D．开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭
12．如图所示是一种延时继电器的示意图，开始时开关闭合。下列说法正确的是（ ）
A．断开开关，弹簧立刻将衔铁拉起
B．断开一段时间后，铁芯中还有逐渐减弱的磁场
C．若线圈B不闭合，还是会产生延时效果
D．线圈之间发生的电磁感应现象叫做自感
二、填空题
13．如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数___于A2的示数，开关S闭合稳定后，A1的示数___于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数___于A2的示数．（填“大”、 “小”、“等”）．
14．如图所示是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，起初，开关处于闭合状态，电路是接通的，现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a、b两点电势相比，_______（填“＞”或“＜”)。
15．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_____。
16．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。
A． B． C． D．
17．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
三、解答题
18．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。
19．一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。
20．李辉用多用表的欧姆挡测量一个演示用可拆变压器原线圈的电阻，以断定它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈暴露出金属导线的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路．正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，说自己被电击了一下．李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两表笔，也没有什么感觉，两位同学隐隐觉得这个现象和线圈有关系．请你分析一下，是什么原因导致断开电表时刘伟被电击
21．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？
22．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
开关刚闭合时，由于线圈自感系数很大，对电流阻碍作用很强，相当于断路，两灯泡瞬间都亮，但由于线圈电阻可忽略，闭合足够长时间后，线圈相当于导线，灯泡被短路而熄灭，灯泡不受影响，所以灯亮一下又逐渐熄灭，灯一直亮，ACD错误，B正确。
故选B
2．C
【详解】
A．关接通时，LA、LB灯是串联的关系，所以两灯同时变亮， A错误；
B．开关接通瞬间，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LA的电流较大，B错误；
C．开关断开瞬间，电路中电流要立即减小到零，但线圈中由于自感现象线圈中电流要逐渐减小与灯泡LA构成闭合回路放电，LA灯中的电流瞬间变为电感中的大电流通过，故LA灯先闪亮一下再逐渐变暗，而LB灯立即熄灭，C正确；
D．开关断开瞬间，电路中电流要减小到零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡LA构成闭合回路放电，而LB中电流立即为零，故 ，D错误。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
ABD．线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以AB错误，D正确；
C．线圈电流增大，磁通量也会增大，所以C错误。
故选D。
5．A
【详解】
S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；
故选A。
6．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。
7．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。
8．B
【详解】
此线圈是双线绕法，电流等大反向，所以其产生磁场方向相反、强度相同，相互抵消，故通过线圈的磁通量始终为0，故不会产生感应电动势，故ACD错误B正确。
故选B。
9．C
【详解】
线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以A错误；
线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关，所以B错误；
线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以C正确；
当原电流增大时，会产生反方向的自感电流来阻碍电流的增大，此时自感电动势的方向与原电流相反，当原电流减小时，会产生同方向的自感电流来阻碍电流的减小，此时自感电动势与原电流方向相反，所以D错误。
故选C。
10．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。
11．C
【详解】
AB．当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，故AB错误；
CD．当S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；而A中由于电感中产生感应电动势，使A闪亮一下后逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．由题意可知，打开开关时，由楞次定律可知，穿过线圈B的磁通量减小变慢，有延时释放D的作用，所以弹簧不会立刻将衔铁拉起，A错误；
B．打开开关后，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中产生感应电流，感应电流的磁场使铁芯中的磁场逐渐减弱，B正确；
C．若线圈B不闭合，打开开关时，线圈B不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，不会产生延时效果，C错误；
D．线圈AB之间发生的电磁感应现象叫做互感，D错误。
故选B。
13． 大 等 等
【详解】
试题分析：开关S闭合的瞬间，通过两个支路的电流都增大，由于L中产生自感电动势阻碍电流增加，所以A2的示数小于A1；电路稳定后，由于两个支路的直流电阻相等，所以电流相等，A1的示数等于A2的示数；S断开的瞬间，在L中产生的自感电动势阻碍电流的减少，在R, A1 A2,L中形成新的回路，所以A1的示数等于A2的示数．
考点：自感现象．
14．＜
【详解】
[1]．在S断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a，即φa＜φb．
15． 自感 平行导线上电流反向，因而磁场相抵消
【详解】
试题分析：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自感现象，常采用双线绕法，这是由于平行导线上电流反向，因而磁场相抵消．
考点：自感现象．
16． A C B D
【详解】
[1] [2] 线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关闭合时，通过两者的电流相等，开关S断开前后，由于线圈的自感，通过灯泡的电流大小相同方向相反，之后电流逐渐减小到0，故通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的C。
通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图A。
[3] [4] 若远小于，则开关闭合时，通过线圈的电流远大于通过灯泡的电流，开关S断开后瞬间，由于线圈的自感，通过灯泡的电流跟原方向相反，大小与线圈原电流大小相同，即通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的D。
通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图B。
17． 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．
18．见解析
【详解】
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。
19．（1）；（2）；（3）见解析；（4）见解析
【详解】
（1）由电量和电流的关系可知图像下方的面积表示电荷量，因此有
代入数据解得
（2）由磁通量的定义可得
代入数据可得
（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
20．线圈在与表笔断开瞬间产生了感应电动势
【详解】
欧姆表的测量电阻时，其电流值非常小，人即使直接接触也不会有电击感；而变压器的线圈在电流变化时会产生自感电动势，这个值比较大，人会有电击感，由于刘伟双手分别握住线圈裸露的两端，故实际相当于刘伟并联到了变压器上．
点晴：本题考查了自感电动势产生的条件，要知道欧姆表测电阻时，电流是很小的；当电流变化时线圈才会产生较大的自感电动势．
21．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。
22．（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
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