2.4互感和自感(word版含答案)

2.4 互感和自感
一、单选题
1．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
2．如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡。将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高。则（　　）
A．R连入电路的阻值与L的直流阻值相同
B．闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等
C．断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭
D．断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭
3．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关，小灯泡发光；再断开，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（　　）
A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大
C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大
4．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
5．如图所示，电感线圈的直流电阻和电池内阻均可忽不计，两个电阻的阻值都是R，电键K原来闭合，电路中电流为，今将电键断开，于是线圈中有自感电动势产生，此时自感电动势（　　）
A．有阻碍电流的作用，最后电流由，减小到零
B．有阻碍电流的作用，最后电流小于
C．有阻碍电流减小的作用，因而电流保持不变
D．有阻碍电流减小的作用，但电流最后还是减小到
6．在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　）
A．合上开关，先亮，后亮
B．合上开关，先亮，后亮
C．断开开关，先熄灭，后熄灭
D．断开开关，先熄灭，后熄灭
7．如图所示电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计。调节R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时（　　）
A．两灯同时点亮、同时熄灭
B．合上S时，B比A后达到正常发光状态
C．断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
D．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A灯的电流方向与原电流方向相同，而B灯的电流反向
8．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
9．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽不计，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
10．延时继电器主要用于自动控制线路中，并且它可以根据需要自由调节延时的时间。如图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B的两端与阻值很小的电阻R构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是这样得名的。不考虑涡流的影响。下列说法正确的是（　　）
A．保持开关S闭合，电阻R中的电流从上往下
B．断开开关S瞬间，A中不会产生感应电动势
C．断开开关S后，延时原因是由于B的电磁感应现象
D．若线圈B不闭合，仍有延时效果
11．如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻RL,将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让电键S闭合，待电路稳定后再断开电键，则（　　）
A．闭合电键S，灯泡A要过一段时间才亮
B．断开电键S的瞬间，流过灯泡的电流与闭合电键时流过灯泡的电流方向相同
C．若RLD．若RL>R，要使断开电键S后灯泡A闪亮一下再熄灭，可以更换一个自感系数更大且阻值仍然为RL的线圈，来达成这一目的
12．、是两个完全相同的小灯泡，是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与电阻相同，灯泡电阻比电阻的阻值大，如图所示。在电键接通或断开时，两灯亮暗的情况为（ ）
A．闭合瞬间，比亮度高
B．闭合瞬间，与亮度相同
C．断开时，延时熄灭
D．断开时，灯闪亮后熄灭
二、填空题
13．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______。
14．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
15．图为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的．现将电键K断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从___ 端到____端，这个实验是用来演示______现象的．
16．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大。( )
17．如图所示，电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，当S闭合后A灯的亮度变化情况是_________，S闭合足够长时间后再断开，B灯__________．
三、解答题
18．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。
19．类比是研究问题的常用方法
（1）情境1：如图甲所示，将一弹簧振子放置在光滑的水平面上，以弹簧处于原长时物块所处位置为坐标原点O、水平向右为正方向建立x轴。当振子偏离平衡位置的位移为x时，其回复力为；而、、，可以得到振子位移x随时间t变化的方程为（①式）。将物块从O点右侧某一位置由静止释放并开始计时，在图乙所示的坐标系中定性画出弹簧振子的位移x随时间t变化的图像。
（2）情境2：如图甲所示，电源的电动势为E，内阻不计；电容器的电容为C，自感线圈的自感系数为L，电阻不计，开关S先接1，给电容器充电；然后将开关接2，发现电容器极板的电荷量随时间t的变化规律与情境1中振子位移x随时间t的变化规律类似。
a.类比①式，写出电荷量随时间t的变化方程；
b.从开关S接2瞬间开始计时，在图乙所示的坐标系中定性画出电容器上极板的电荷量随时间t变化的图像。
（3）质量是物体做机械运动时惯性大小的量度，在电磁现象中也存在“惯性”。在情境2中，哪个物理量可用来度量电磁“惯性”的大小？
20．类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程（①式）描述，其中m为物体质量，G为其重力。求物体下落的最大速率。
（2）情境2：如图1所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式，写出电流I随时间t变化的方程；并在图2中定性画出I - t图线。
（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成下表。
情境1 情境2
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
21．共享单车已经走进人们的日常生活，由于受季节变化、天气状况等因素的影响，有些零件容易损坏。如图是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中A是通高频交流电的线圈，B是自行车的零件。a是待焊接的接口，接口两端接触，当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来。试回答：
（1）为什么在其他条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快？
（2）为什么焊接过程中，接口a处已熔化而零件的其他部分并不是很热？
22．如图所示，自感线圈的自感很大，电阻可忽不计。开关S原来是闭合的，在开关S断开的瞬间，若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？若R1＜R2，灯泡的亮度又怎样变化？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．A
5．D
6．B
7．D
8．D
9．D
10．C
11．C
12．D
13． 电流 变化的磁场 本身 自感电动势
14． A D
15． a b 自感
16．错误
17． 先亮后逐渐熄灭 逐渐熄灭
18．见解析
19．（1） ；（2） a.，b.；（3） 自感系数L
20．（1）；（2）a.，b.；（3）见解析
21．（1）见解析；（2）见解析
22．见解析
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