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同步课时精练（十一）2.4 互感和自感（解析版）
一、单题
1．以下物理量和单位，属于标量且单位正确的是（ ）
A．力、 B．电量、 C．磁通量、 D．自感系数、
详解:C
详解:A.力是矢量，单位是N，A错误；
B．电量是标量，单位是C，B错误；
C．磁通量是标量，单位是Wb，C正确；
D. 自感系数是标量，单位是H，D错误；
故选C
2．如图所示的电路中，、是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是
A．合上S时，灯立即亮起来，逐渐变亮，最终二者一样亮
B．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭
C．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，且通过灯泡的电流方向与原电流方向相同
D．断开S时，灯会突然闪亮一下后再熄灭
详解:B
详解:A.合上开关时，由于线圈的通电自感现象，则灯会逐渐变亮；灯与滑动变阻器R都是纯电阻电路，则灯立即变亮，故A错误；
BCD.断开开关，由于线圈的断电自感现象，、、线圈和滑动变阻器串联构成通路，则两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭；此时通过灯泡的电流方向与原电流方向相反；电路稳定时通过两灯泡的电流相同，断开开关，灯泡的电路维持原电流大小，则灯泡不会突然闪亮一下；故B正确CD错误。
故选B。
3．下列选项表示自感系数的单位，其中正确的是（ ）
A．特斯拉 B．韦伯 C．亨利 D．法拉第
详解:C
详解:A．特斯拉是磁场的单位，故A错误；
B．韦伯是磁通量的单位，故B错误；
C．亨利是自感系数的单位，故C正确；
D、法拉是电容的单位，而法拉第不是物理量的单位，故D错误。
故选C。
4．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，、是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯、的亮度变化情况是（灯丝不会断）（ ）
A．S闭合，亮度不变，亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，立即熄灭，逐渐变亮
B．S闭合，亮度不变，很亮；S断开，、立即熄灭
C．S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，亮度不变；S断开，立即熄灭，亮一下再熄灭
D．S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，则逐渐变得更亮；S断开，立即熄灭，亮一下再熄灭
详解:D
详解:S闭合，电流通过L1、L2流向电源负极，故两灯同时亮。线圈L与L1并联，自感现象消失后，线圈相当于一根导线，将L1断路，故L1逐渐熄灭，L2两端电压变大，则L2逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，线圈产生自感电动势，且产生通过L1的电流，故L1亮一下再熄灭，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．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，LA、LB均慢慢亮起来，且LA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
详解:D
详解:AB．由于灯泡LA与线圈L和R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，LA慢慢亮起来，因LA支路的电阻较LB支路的电阻较小，故稳定时电流较大，则最终LA更亮一些，选项AB错误；
CD．由于稳定时LA电流较大，当S断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中原电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。
故选D。
6．如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中为定值电阻，电源电动势为、内阻为，小灯泡的灯丝电阻为（可视为不变），电感线圈的自感系数为、电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开开关，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭．为了观察到断开开关时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是（ ）
A．撤去电感线圈中的铁芯，使减小
B．更换电感线圈中的铁芯，使增大
C．更换电感线圈，保持不变，使增大
D．更换电感线圈，保持不变，使减小
详解:D
详解:AB．是阻碍电流的变化，撤去电感线圈中的铁芯，使减小，阻碍作用减小，闪亮的时间缩短，反之闪亮的时间延长，并不影响亮度，AB错误；
CD．保持不变，感应电动势不变，减小，则通过小灯泡的电流增大，故实验现象会更明AB显，C错误D正确;
故选D。
7．如图1、2为演示自感现象的电路图，灯泡A1和A2规格相同，L1和L2为线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，最终A1与A2的亮度相同；断开开关S2瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（ ）
A．图1中，变阻器R与L1的阻值相同
B．图1中，断开S1瞬间，灯A2将突然闪亮，随后A1和A2逐渐变暗
C．图2中，灯A3与L2的阻值相同
D．图2中，闭合S2待电路稳定后，灯A3中电流大于L2中电流
详解:A
详解:A．图1中，最终A1与A2的亮度相同，两个支路电流相同，又由于两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L1的电阻值相同，故A正确；
B．图1中，闭合S1瞬间，电感线圈由于自感现象，L1对电流有阻碍作用，此时自感线圈相当于一个新电源，两灯泡会逐渐熄灭，而稳定时两并联支路的电流相等，则灯A2将不会闪亮，故B错误；
CD．图2中，断开S2的瞬间，A3灯突然闪亮，是因为电路稳定时，L2的电流大于A3的电流，可知L2的电阻小于A3的电阻，故CD错误；
故选A。
8．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。闭合开关，待电路稳定后，灯泡A恰能正常发光，则（ ）
A．闭合开关，灯泡A、B均逐渐变亮
B．闭合开关，灯泡A立即变亮，灯泡B逐渐变亮
C．断开开关，灯泡A会闪亮一下再逐渐熄灭
D．断开开关，灯泡B不可能被烧坏
详解:D
详解:AB．闭合开关，电流可以迅速通过灯泡A和灯泡B，故灯泡A、B均立即变亮，之后随着线圈自感电动势阻碍作用的减弱，其电流逐渐增大，稳定时相当于导线，把灯泡B短路，故灯泡B点亮后逐渐熄灭，故AB错误；
C．断开开关，线圈的自感电动势相当于电源，通过灯泡B形成回路，故灯泡B会闪亮一下再逐渐熄灭，而灯泡A直接熄灭，C错误；
D．断电瞬间，通过灯泡B的电流不会大于通电瞬间通过灯泡B的电流，故断开开关，灯泡B不可能被烧坏，故D正确。
故选D。
9．如图为日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列说法正确的是（ ）
A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光
B．S1 、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光
C．S3断开，接通S1、S2后， 再断开S2，日光灯就能正常发光
D．S1、S2、S3接通，日光灯就能正常发光
详解:C
详解:S3断开，接通S1、S2后，让镇流器中有电流通过，再断开S2，让镇流器产生自感，产生瞬时高压，将日光灯导通，日光灯就能正常发光。
故选C。
二、多选题
10．如图所示的电路中，A1和A2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K瞬间，A1、A2同时亮
B．合上开关K瞬间，A2立刻亮，A1逐渐变亮
C．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A2立刻熄灭，A1逐渐熄灭
D．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A1和A2都缓慢熄灭
详解:BD
详解:AB．合上开关K瞬间，由于电感线圈会阻碍电流的增大，所以A1支路电流缓慢增大，A1逐渐变亮，A2支路由于只有灯泡，所以A2立刻亮，故A错误，B正确
CD．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，电感线圈会阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，而此时开关断开，所以A1、A2组成闭合回路，两灯泡都是缓慢熄灭，故C错误，D正确。
故选BD。
11．如图所示，A、B两灯、电阻器的电阻均相等，线圈电阻为零，整个过程电路元件均未烧坏，以下关于开关接通和断开时的描述，正确的是（ ）
A．开关接通瞬时、两灯同时亮，但比亮度大
B．开关接通瞬时、两灯同时亮，、亮度相同
C．开关接通较长时间后，灯不亮，灯仍亮
D．开关接通较长时间后，再断开开关时，灯闪亮后熄灭，灯立即熄灭
详解:ACD
详解:AB．开关接通瞬间，回路中电流瞬间增大，线圈L产生较大的自感电动势阻碍通过其电流增大，此时L可视为断路，则B与R并联后再与A串联，两灯同时亮，但通过A的电流比通过B的电流大，所以比亮度大，故A正确，B错误；
C．由于线圈电阻为零，开关接通较长时间后，L相当于导线，将A短路，所以灯不亮，灯仍亮，故C正确；
D．开关接通较长时间后，再断开开关时，回路中电流瞬间减小，线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时L可视为电源，而A与L在同一回路中，所以A灯会先闪亮一下，之后随着自感电动势的减小至零而熄灭；B灯由于被电路中间那根导线短路，所以在断开开关时立即熄灭，故D正确。
故选ACD。
12．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是( )
A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭
B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．闭合开关，电路稳定后再断开，A、B灯中的电流方向均为从左向右
D．闭合开关，电路稳定后再断开，A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗
详解:BD
详解:AB．闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故B立即亮，A逐渐变亮．随着A中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故B逐渐变暗，故A错误，B正确；
D．电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对A、B供电，回路中的电流在原来通过A的电流的基础上逐渐变小，故A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗，故D正确；
C．断开开关后，线圈中的自感电流从左向右，A灯中电流从左向右，B灯中电流从右向左，故C错误．
故选BD．
三、解答题
13．自感电动势的大小与哪些因素有关自感系数与哪些因素有关
详解:见解析；见解析
详解:根据公式
E＝L
可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关。自感系数与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关。
14．如图所示是一种常用的延时继电器示意图，图中的S2是一直闭合的。当开关S1闭合时，衔铁D将被吸下，C线路接通；当S1断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。试问：
（1）这种继电器的延时功能是物理学中的什么现象；
（2）如果将S2处于断开状态，试分析说明该装置是否还具有延时功能（图中F为电磁铁，A、B为导线线圈）
详解:（1）电磁感应现象；（2）见解析
详解:（1）这种继电器的延时功能是物理学中的电磁感应现象；
（2）不具有延时功能。因为在S1断开时，线圈A产生的磁场立即减为零，此时线圈B的磁通量虽发生了变化，但S2处于断开状态，线圈B中不会产生感应电流，所以线圈B不会产生磁场，装置不会产生延时效果；
15．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，定值电阻，A、B间的电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关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
详解:（1）2.0Ω；（2）电灯中的电流方向自右向左；（3）3.0V
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
试卷第1页，共3页
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一、单题
1．以下物理量和单位，属于标量且单位正确的是（ ）
A．力、 B．电量、 C．磁通量、 D．自感系数、
2．如图所示的电路中，、是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是
A．合上S时，灯立即亮起来，逐渐变亮，最终二者一样亮
B．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭
C．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，且通过灯泡的电流方向与原电流方向相同
D．断开S时，灯会突然闪亮一下后再熄灭
3．下列选项表示自感系数的单位，其中正确的是（ ）
A．特斯拉 B．韦伯 C．亨利 D．法拉第
4．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，、是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯、的亮度变化情况是（灯丝不会断）（ ）
A．S闭合，亮度不变，亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，立即熄灭，逐渐变亮
B．S闭合，亮度不变，很亮；S断开，、立即熄灭
C．S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，亮度不变；S断开，立即熄灭，亮一下再熄灭
D．S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，则逐渐变得更亮；S断开，立即熄灭，亮一下再熄灭
5．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，LA、LB均慢慢亮起来，且LA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
6．如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中为定值电阻，电源电动势为、内阻为，小灯泡的灯丝电阻为（可视为不变），电感线圈的自感系数为、电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开开关，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭．为了观察到断开开关时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是（ ）
A．撤去电感线圈中的铁芯，使减小
B．更换电感线圈中的铁芯，使增大
C．更换电感线圈，保持不变，使增大
D．更换电感线圈，保持不变，使减小
7．如图1、2为演示自感现象的电路图，灯泡A1和A2规格相同，L1和L2为线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，最终A1与A2的亮度相同；断开开关S2瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（ ）
A．图1中，变阻器R与L1的阻值相同
B．图1中，断开S1瞬间，灯A2将突然闪亮，随后A1和A2逐渐变暗
C．图2中，灯A3与L2的阻值相同
D．图2中，闭合S2待电路稳定后，灯A3中电流大于L2中电流
8．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。闭合开关，待电路稳定后，灯泡A恰能正常发光，则（ ）
A．闭合开关，灯泡A、B均逐渐变亮
B．闭合开关，灯泡A立即变亮，灯泡B逐渐变亮
C．断开开关，灯泡A会闪亮一下再逐渐熄灭
D．断开开关，灯泡B不可能被烧坏
9．如图为日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列说法正确的是（ ）
A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光
B．S1 、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光
C．S3断开，接通S1、S2后， 再断开S2，日光灯就能正常发光
D．S1、S2、S3接通，日光灯就能正常发光
二、多选题
10．如图所示的电路中，A1和A2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K瞬间，A1、A2同时亮
B．合上开关K瞬间，A2立刻亮，A1逐渐变亮
C．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A2立刻熄灭，A1逐渐熄灭
D．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A1和A2都缓慢熄灭
11．如图所示，A、B两灯、电阻器的电阻均相等，线圈电阻为零，整个过程电路元件均未烧坏，以下关于开关接通和断开时的描述，正确的是（ ）
A．开关接通瞬时、两灯同时亮，但比亮度大
B．开关接通瞬时、两灯同时亮，、亮度相同
C．开关接通较长时间后，灯不亮，灯仍亮
D．开关接通较长时间后，再断开开关时，灯闪亮后熄灭，灯立即熄灭
12．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是( )
A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭
B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．闭合开关，电路稳定后再断开，A、B灯中的电流方向均为从左向右
D．闭合开关，电路稳定后再断开，A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗
三、解答题
13．自感电动势的大小与哪些因素有关自感系数与哪些因素有关
14．如图所示是一种常用的延时继电器示意图，图中的S2是一直闭合的。当开关S1闭合时，衔铁D将被吸下，C线路接通；当S1断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。试问：
（1）这种继电器的延时功能是物理学中的什么现象；
（2）如果将S2处于断开状态，试分析说明该装置是否还具有延时功能（图中F为电磁铁，A、B为导线线圈）
15．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，定值电阻，A、B间的电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关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
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