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 | 769.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 13:40:17 | ||
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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．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
2．如图所示，电阻阻值和线圈自感系数的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、是两只完全相同的灯泡，当开关断开时，电路可能出现的现象是（ ）
A．A、一起亮，然后A逐渐熄灭
B．A没有任何反应，逐渐熄灭
C．直接熄灭，A慢慢变亮后熄灭
D．直接熄灭，A先变得比更亮后慢慢熄灭
3．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， c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2的阻值约等于R1的两倍，则（ ）
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LB立刻亮起来，LA缓慢变亮，且最后LB更亮一些
C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭
D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
5．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
6．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
7．电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．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
9．无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电
B．在充电过程中只有电能间的相互转化
C．无线充电基座可以对所有手机进行充电
D．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
10．在自感课堂引入中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，人有触电的感觉 B．闭合开关瞬间，人体的电流大于线圈的电流
C．断开开关瞬间，流过人的电流方向为 D．断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大
11．如图所示的交流电路中，灯L1、L2和L3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，增大频率，各灯的亮、暗变化情况为（ ）
A．灯L1、L2均变亮，灯L3变暗
B．灯L1不变，L2、L3均变亮
C．灯L1不变，灯L2变暗，灯L3变亮
D．灯L1不变，灯L2变亮，灯L3变暗
12．下列说法正确的是（ ）
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零
B．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，数值上等于把单位电荷量的负电荷从电源正极移动到电源负极非静电力做的功
C．运动电荷在磁场中某处不受洛伦兹力作用则该处的磁感应强度一定为零
D．自感系数与线圈的匝数、是否有铁芯和电流的变化率有关
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，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”）
15．一个线圈接通电路时,通过它的电流变化率为10A/s,产生的自感电动势为3.0V,切断电路时,电流的变化率为50A/s,产生的自感电动势为______V,这个线圈的自感系数为______.
16．自感系数为100mH，通入变化规律如图所示的电流。从0到2s时间内自感电动势大小是___________V；在4到5s时间内自感电动势大小是___________V。
17．如图所示，自感线圈电阻可忽略，闭合开关S电路稳定后，同样规格的两个小灯泡A1、A2都正常发光，然后断开开关．
（1）再次闭合开关时，描述两个灯泡的现象_________ ____________
（2）闭合开关使两个灯泡正常发光后，再断开开关，A2灯泡_____（填“马上”或“延迟”熄灭）流过A2灯泡的电流方向为 _________（填“向左”或“向右”）
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．如图所示，线圈L的自感系数很大，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．
（1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？
（2）在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？
21．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．
22．正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动汽车，继续向前走。小明很奇怪，司机只是轻轻地一扭钥匙，汽油机就点火启动了，这是什么原理呢？小明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小明设计了如下一个电路：如图所示，电池电动势为E、内阻可以忽略不计，L是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，电路稳定后，断开S，请你按小明的思路完成如下问题的分析：
（1）断开S瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；
（3）若R不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电火花的原因。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
电路稳定时电感线圈将灯泡A短路，灯泡A无电流，灯泡B所在支路的电流小于电感线圈的电流。电键断开瞬间，灯泡与中电流立刻消失，灯泡立刻熄灭。电感线圈由于自感现象产生自感电动势阻碍电流减小，电感线圈与灯泡A组成回路产生自感电流，灯泡B和R被短路。自感电流使灯泡A变亮，因为自感电流等于原电流，故灯泡A变得比灯泡B更亮。自感电流逐渐减小，灯泡A逐渐熄灭。故D正确，ABC错误。
故选D。
【点睛】
本题考查了通电自感和断电自感，关键是明确线圈中自感电动势的作用是阻碍电流的变化，但不能阻止电流变化。
3．D
【详解】
A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮，A错误；
B．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，B错误；
CD．开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，b灯和电阻串联，则流过a灯的电流 大于b灯的电流 ，开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感电流阻碍电流减小，流过b、a灯，则a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭，C错误D正确。
故选D。
4．D
【详解】
AB．闭合开关S，LB与电阻连接，立即就亮，LA与线圈连接，因为线圈的自感，LA慢慢亮起，电阻R2阻值约等于R1的两倍，所以最后LA更亮一些，故AB错误；
CD．断开开关，线圈与两个电阻和灯泡组成闭合回路，电流只能慢慢减小，但开始时，LB的电流小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
闭合S瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。D图符合题中情况，D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
A．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故A错误；
B．充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，有电能损失，故B错误；
C．如果手机内没有接收线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故C错误；
D．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．闭合开关瞬间，人两端的电压只是电源两端的电压为1.5V，不足以触电，A错误；
B．因为人体的电阻要远大于线圈的电阻，因此人体的电流小于线圈的电流，B错误；
C．断开开关瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈原有电流变小，因此产生感应电流与原方向相同，自左向右，断开开关时线圈与人组成新的闭合回路，因此在人的那条线路上电流由，C错误；
D．断开开关瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，所以线圈两端电压会变大，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
交变电源两端电压的有效值不变，输入的交流的频率变大，对电阻R没影响，L1灯亮度不变；频率变大，由线圈Ｌ对交流电的感抗公式，则知电感的阻碍作用变大，所以L2灯的亮度变暗；频率变大，由电容器对交流电的容抗公式，则知电容器的阻碍作用减小，所以L3灯更亮一些，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．B
【详解】
A．由电场力可知，电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零，故A错误；
B．电动势的定义式，反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，数值上等于把单位电荷量的负电荷从电源正极移动到电源负极非静电力做的功，故B正确；
C．由可知，运动电荷在磁场中某处不受洛伦兹力作用，可以是该处的磁感应强度为零，或速度与磁感应强度平行，故C错误；
D．自感系数与线圈的匝数、是否有铁芯有关，与电流的变化率无关，故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． 小于 右 右 等于 右 左
电路中有线圈，当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化．
【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．
【点睛】
线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．
15． 15V 0.3H
【详解】
自感电动势公式，结合电流变化率为10A/s，产生的自感电动势为2.0V；则有：，当切断电路时，电流变化率为50A/s，产生的自感电动势是.
16． 0.20 0.40
【详解】
[1]根据自感电动势的表达式
可知，0到2s时间内自感电动势大小是
[2]在4到5s时间内自感电动势大小是
17． （1）A2立刻亮起来， A1缓慢亮起来 （2）延迟； 向左；
【详解】
试题分析：（1）由于是两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，A2灯泡立刻发光，而A1灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮；
（2）当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡都同时缓慢熄灭，流过A2灯泡的电流方向向左．
考点：自感现象
【名师点睛】对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解．体会线圈有阻碍电流的变化，注意的是灯泡会更亮的原因是电流变大的缘故．
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．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）S闭合时，流过灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，流过灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．
（2）在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是：灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的直流电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈直流电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会缓慢变暗直至熄灭．
21．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．
22．（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向右；（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，这个电源的电动势的大小为；（3）见解析。
【详解】
（1）断开S前，通过L的电流为
方向向右。
由楞次定律可知，断开S后，L中的电流只能从原来的值逐渐减小，这个电流通过R，因此，断开S瞬间，通过R的电流大小为
方向向左。
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，L和R构成的回路总电阻为（R+r），由闭合电路欧姆定律可知，L中产生的自感电动势大小为
E自=I（R+r）
代入，解得
（3）两靠近的金属电极间电阻极大，接近无穷大，根据E自=I（R+r）可知，断开S瞬间，L中产生的自感电动势很大，两个电极间的电压就会极高，因此极易击穿空气发生火花放电。
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一、单选题
1．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
2．如图所示，电阻阻值和线圈自感系数的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、是两只完全相同的灯泡，当开关断开时，电路可能出现的现象是（ ）
A．A、一起亮，然后A逐渐熄灭
B．A没有任何反应，逐渐熄灭
C．直接熄灭，A慢慢变亮后熄灭
D．直接熄灭，A先变得比更亮后慢慢熄灭
3．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， c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2的阻值约等于R1的两倍，则（ ）
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LB立刻亮起来，LA缓慢变亮，且最后LB更亮一些
C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭
D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
5．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
6．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
7．电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．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
9．无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电
B．在充电过程中只有电能间的相互转化
C．无线充电基座可以对所有手机进行充电
D．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
10．在自感课堂引入中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，人有触电的感觉 B．闭合开关瞬间，人体的电流大于线圈的电流
C．断开开关瞬间，流过人的电流方向为 D．断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大
11．如图所示的交流电路中，灯L1、L2和L3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，增大频率，各灯的亮、暗变化情况为（ ）
A．灯L1、L2均变亮，灯L3变暗
B．灯L1不变，L2、L3均变亮
C．灯L1不变，灯L2变暗，灯L3变亮
D．灯L1不变，灯L2变亮，灯L3变暗
12．下列说法正确的是（ ）
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零
B．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，数值上等于把单位电荷量的负电荷从电源正极移动到电源负极非静电力做的功
C．运动电荷在磁场中某处不受洛伦兹力作用则该处的磁感应强度一定为零
D．自感系数与线圈的匝数、是否有铁芯和电流的变化率有关
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，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”）
15．一个线圈接通电路时,通过它的电流变化率为10A/s,产生的自感电动势为3.0V,切断电路时,电流的变化率为50A/s,产生的自感电动势为______V,这个线圈的自感系数为______.
16．自感系数为100mH，通入变化规律如图所示的电流。从0到2s时间内自感电动势大小是___________V；在4到5s时间内自感电动势大小是___________V。
17．如图所示，自感线圈电阻可忽略，闭合开关S电路稳定后，同样规格的两个小灯泡A1、A2都正常发光，然后断开开关．
（1）再次闭合开关时，描述两个灯泡的现象_________ ____________
（2）闭合开关使两个灯泡正常发光后，再断开开关，A2灯泡_____（填“马上”或“延迟”熄灭）流过A2灯泡的电流方向为 _________（填“向左”或“向右”）
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．如图所示，线圈L的自感系数很大，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．
（1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？
（2）在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？
21．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．
22．正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动汽车，继续向前走。小明很奇怪，司机只是轻轻地一扭钥匙，汽油机就点火启动了，这是什么原理呢？小明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小明设计了如下一个电路：如图所示，电池电动势为E、内阻可以忽略不计，L是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，电路稳定后，断开S，请你按小明的思路完成如下问题的分析：
（1）断开S瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；
（3）若R不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电火花的原因。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
电路稳定时电感线圈将灯泡A短路，灯泡A无电流，灯泡B所在支路的电流小于电感线圈的电流。电键断开瞬间，灯泡与中电流立刻消失，灯泡立刻熄灭。电感线圈由于自感现象产生自感电动势阻碍电流减小，电感线圈与灯泡A组成回路产生自感电流，灯泡B和R被短路。自感电流使灯泡A变亮，因为自感电流等于原电流，故灯泡A变得比灯泡B更亮。自感电流逐渐减小，灯泡A逐渐熄灭。故D正确，ABC错误。
故选D。
【点睛】
本题考查了通电自感和断电自感，关键是明确线圈中自感电动势的作用是阻碍电流的变化，但不能阻止电流变化。
3．D
【详解】
A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮，A错误；
B．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，B错误；
CD．开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，b灯和电阻串联，则流过a灯的电流 大于b灯的电流 ，开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感电流阻碍电流减小，流过b、a灯，则a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭，C错误D正确。
故选D。
4．D
【详解】
AB．闭合开关S，LB与电阻连接，立即就亮，LA与线圈连接，因为线圈的自感，LA慢慢亮起，电阻R2阻值约等于R1的两倍，所以最后LA更亮一些，故AB错误；
CD．断开开关，线圈与两个电阻和灯泡组成闭合回路，电流只能慢慢减小，但开始时，LB的电流小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
闭合S瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。D图符合题中情况，D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
A．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故A错误；
B．充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，有电能损失，故B错误；
C．如果手机内没有接收线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故C错误；
D．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．闭合开关瞬间，人两端的电压只是电源两端的电压为1.5V，不足以触电，A错误；
B．因为人体的电阻要远大于线圈的电阻，因此人体的电流小于线圈的电流，B错误；
C．断开开关瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈原有电流变小，因此产生感应电流与原方向相同，自左向右，断开开关时线圈与人组成新的闭合回路，因此在人的那条线路上电流由，C错误；
D．断开开关瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，所以线圈两端电压会变大，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
交变电源两端电压的有效值不变，输入的交流的频率变大，对电阻R没影响，L1灯亮度不变；频率变大，由线圈Ｌ对交流电的感抗公式，则知电感的阻碍作用变大，所以L2灯的亮度变暗；频率变大，由电容器对交流电的容抗公式，则知电容器的阻碍作用减小，所以L3灯更亮一些，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．B
【详解】
A．由电场力可知，电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零，故A错误；
B．电动势的定义式，反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，数值上等于把单位电荷量的负电荷从电源正极移动到电源负极非静电力做的功，故B正确；
C．由可知，运动电荷在磁场中某处不受洛伦兹力作用，可以是该处的磁感应强度为零，或速度与磁感应强度平行，故C错误；
D．自感系数与线圈的匝数、是否有铁芯有关，与电流的变化率无关，故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． 小于 右 右 等于 右 左
电路中有线圈，当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化．
【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．
【点睛】
线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．
15． 15V 0.3H
【详解】
自感电动势公式，结合电流变化率为10A/s，产生的自感电动势为2.0V；则有：，当切断电路时，电流变化率为50A/s，产生的自感电动势是.
16． 0.20 0.40
【详解】
[1]根据自感电动势的表达式
可知，0到2s时间内自感电动势大小是
[2]在4到5s时间内自感电动势大小是
17． （1）A2立刻亮起来， A1缓慢亮起来 （2）延迟； 向左；
【详解】
试题分析：（1）由于是两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，A2灯泡立刻发光，而A1灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮；
（2）当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡都同时缓慢熄灭，流过A2灯泡的电流方向向左．
考点：自感现象
【名师点睛】对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解．体会线圈有阻碍电流的变化，注意的是灯泡会更亮的原因是电流变大的缘故．
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．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）S闭合时，流过灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，流过灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．
（2）在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是：灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的直流电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈直流电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会缓慢变暗直至熄灭．
21．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．
22．（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向右；（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，这个电源的电动势的大小为；（3）见解析。
【详解】
（1）断开S前，通过L的电流为
方向向右。
由楞次定律可知，断开S后，L中的电流只能从原来的值逐渐减小，这个电流通过R，因此，断开S瞬间，通过R的电流大小为
方向向左。
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，L和R构成的回路总电阻为（R+r），由闭合电路欧姆定律可知，L中产生的自感电动势大小为
E自=I（R+r）
代入，解得
（3）两靠近的金属电极间电阻极大，接近无穷大，根据E自=I（R+r）可知，断开S瞬间，L中产生的自感电动势很大，两个电极间的电压就会极高，因此极易击穿空气发生火花放电。
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