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第二章 电磁感应
4．互感和自感
目标体系构建
1．了解互感现象及互感现象的应用。
2．了解自感现象，认识自感电动势的作用。
3．知道自感系数的意义和决定因素。会分析自感现象中电流的变化。
1．物理观念：知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现；知道互感现象与自感现象的防止和应用。
2．科学思维：会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。
3．科学探究：通过实验了解互感与自感现象，会用自感与互感解释简单的电磁现象。
4．科学态度与责任：通过本节课的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学素养。
课前预习反馈
知识点 1
1．互感
互不相连的并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_____________，这种现象叫作互感。
2．互感电动势
互感现象中的电动势叫_____________。
互感现象
感应电动势
互感电动势
3．互感的应用和危害
(1)互感现象可以把能量由一个线圈传递到另___________。变压器就是利用互感现象制成的。
(2)在电力工程和电子电路中，___________有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
『判一判』
(1)互感现象属于电磁感应现象。( )
(2)手机无线充电是互感现象在生活中的应用。( )
一个线圈
互感现象
√
√
『选一选』
(2024·浙江金华高二期末)如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是( )
A．电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时
B．有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器
C．发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化
D．发生电击时，通过多用电表的电流很大
答案：C
解析：电击发生在多用电表红黑表笔的金属杆脱离线圈裸露两端的时刻，故A错误；有电击感的是手握线圈裸露两端的刘伟，因为线圈中产生了感应电流，故B错误；发生电击前，刘伟和线圈是并联关系；断开瞬间，线圈中的电流减小，产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，但线圈和刘伟构成了一个闭合的电路，线圈相当于电源，所以流过刘伟的电流方向发生了变化，故C正确；发生电击时，通过线圈的电流很大；由于已经断开了连接，所以通过多用电表的电流为零，故D错误。
知识点 2
1．自感现象
一个线圈中的电流_______时，它所产生的_______的磁场在它本身激发出感应电动势的现象，产生的电动势叫作_____________。
自感现象
变化
变化
自感电动势
2．通电自感和断电自感
电路 现象 自感电动势的作用
通电自感
接通电源的瞬时，灯泡A1较慢地_________ 阻碍电流的_______
断电自感
断开开关的瞬间，灯泡 A逐渐_______，直到熄灭 阻碍电流的_______
亮起来
增大
变暗
减小
3.自感系数
(1)自感电动势的大小：E＝_________，其中L是线圈的自感系数，简称自感或电感。
(2)单位：_______，符号：_____。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)。换算关系是：1 H＝_______mH＝_______μH。
(3)决定线圈自感系数大小的因素：线圈的大小、形状、_______以及是否有_______等。
亨利
H
103
106
匝数
铁芯
『判一判』
(3)当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势。( )
(4)当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反。( )
(5)当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流方向相反。( )
(6)线圈的自感系数的大小与线圈中通入电流的大小有关。( )
√
×
√
×
『想一想』
无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现。请说说电火花产生的原因是什么？
答案：见解析
解析：电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙产生电火花。
知识点 3
1．自感现象中的磁场能量
(1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给_______，储存在_______中。
(2)线圈中电流减小时，_______中的能量释放出来转化为电能。
2．电的“惯性”
自感电动势有阻碍线圈中___________的“惯性”。
磁场的能量
磁场
磁场
磁场
电流变化
『选一选』
(多选)手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中( )
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
答案：AC
解析：由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A正确，B错误；送电线圈和受电线圈是通过互感现象实现能量传递的，C正确；手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。故选AC。
课内互动探究
探究?
互感现象
要点提炼
1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕在同一铁芯上的两个线圈之间，还可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。
2．利用互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。下一章将要学习的变压器就是利用互感现象制成的。
3．处理方法：可利用楞次定律、安培定则及左手定则分析某个线圈中感应电流的方向及受力方向，还可从能量角度分析。
典例剖析
1．如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．t1时刻，两环作用力最大
B．t2和t3时刻，两环相互吸引
C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D．t3和t4时刻，两环相互吸引
思路引导：(1)A环中电流变化时，会在B环中产生感应电流。(2)根据两环中电流的方向，判断两环的受力情况。
答案：B
解析：t1时刻B中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。
(多选)如图所示，足够长的两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，两导轨通过导线与检流计G1、线圈M接在一起。N是绕在“□”形铁芯上的另一线圈，它与检流计G2组成闭合回路。现有一金属棒ab沿导轨由静止开始下滑，下滑过程中与导轨垂直且接触良好，在ab下滑的过程中( )
对点训练
A．通过G1的电流是从左端进入的
B．通过G2的电流是从右端进入的
C．检流计G1的示数逐渐增大，达到最大值后恒定
D．检流计G2的示数逐渐减小，最后趋于一不为零的恒值
答案：BC
解析：金属棒ab沿导轨下滑，根据右手定则可知，在ab下滑的过程中，产生的感应电流方向由a到b，所以通过G1的电流是从右端进入的，A错误；金属棒ab开始时做加速运动，所以在线圈M中产生的磁场逐渐增大，变化的磁场通过另一线圈N，产生了感应电流，在线圈M中是向下且逐渐变大的磁场，根据楞次定律可知，在线圈N中感应电流产生的磁场向下，所以通过G2的电流是从右端进入的，B正确；由于金属棒ab开始时做加速运动，产生的感应电流逐渐变大，同时受到的安培力也在增大，安培力与重力平衡后，G1中的电流恒定，线圈M中的磁场不再变化，那么在线圈N中就不能产生感应电流，所以检流计G1的示数逐渐增大，最后达到最大值不变，检流计G2的示数逐渐减小，最后减为零，C正确，D错误。
探究?
对自感现象的理解
要点提炼
1.对自感现象的理解
自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律。
2．对自感电动势的理解
(1)产生原因
通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。
(2)自感电动势的方向
当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)。
(3)自感电动势的作用
阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。
3．对电感线圈阻碍作用的理解
(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变。
(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。
4．通电自感与断电自感比较
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流立刻变大，灯泡变亮，然后逐渐变暗
断电时 电流逐渐减小
灯泡逐渐变暗
电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2
①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗
②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗
两种情况灯泡中电流方向均改变
典例剖析
2．(多选)在如图所示的甲、乙两个电路中，电阻R和自感线圈L的直流电阻及两灯泡的电阻都相等，闭合开关S，使电路达到稳定，则( )
A．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开开关S，灯泡A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开开关S，灯泡A将先变得更亮，然后逐渐变暗
答案：AD
解析：在电路甲中，设通过线圈L的电流为IL1，通过A及R的电流为IA1和IR1，同理，设电路乙中通过L、A、R的电流分别为IL2、IA2、IR2。当断开开关S时，线圈L相当于电源，产生了自感电动势，在L、R、A回路中产生了自感电流，在电路甲中，自感电流从IL1逐渐减小，通过灯泡A的电流也从IL1逐渐减小，灯泡A将渐渐变暗；在电路乙中，自感电流从IL2逐渐减小，灯泡A的电流也从IL2逐渐减小，因为IL2＞IA2，所以灯泡A将先变得更亮，然后逐渐变暗。
(多选)如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的电感线圈，且自感系数很大。C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是( )
对点训练
A．S闭合时，A、B同时亮，A灯亮后逐渐熄灭，B灯逐渐变亮
B．S闭合时，A灯、B灯同时亮，然后A灯变暗，B灯变得更亮
C．S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯立即熄灭
D．S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯逐渐熄灭
答案：AD
解析：当S闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，L相当于断路，C电容较大，电容器相当于短路，当电流稳定时，L短路，电容器C断路，故A灯先亮后灭，B灯逐渐变亮；当S断开时，灯泡A与自感线圈L组成了闭合回路，灯泡A中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器C与灯泡B组成闭合回路，电容器放电，故灯泡B逐渐熄灭。
自感现象的分析思路
(2024·广东佛山高二阶段练习)某同学研究自感现象时，设计了如图所示的电路，自感线圈的直流电阻小于小灯泡电阻，则下列有关现象正确的是( )
对点训练
A．电键闭合时，灯泡逐渐变亮
B．电键闭合时，灯泡立即变亮
C．电键断开时，灯泡逐渐熄灭
D．电键断开时，灯泡闪亮后再熄灭
答案：B
解析：线圈由于自感现象通电时电流会逐渐增加，但灯泡所在支路没有自感线圈，电流可以突变。则电键闭合时，灯泡立即变亮，故A错误，B正确；电键断开时，线圈中的电流不能突变，需要逐渐减小，则在灯泡和线圈组成的回路中，线圈充当电源的作用放电，故灯泡电流方向会变成自右向左的，但灯泡与二极管串联，二极管通反向电流时电阻极大，故灯泡会直接熄灭。故C、D错误。
探究?
自感电动势的大小和自感系数
要点提炼
1.自感电动势
(2)自感系数的决定因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关。
2．自感系数
典例剖析
3．关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是( )
A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零
B．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大
C．自感电动势与原电流方向相反
D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
答案：D
(多选)下列说法中正确的是( )
A．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大
B．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大
C．感应电流不一定和原电流方向相反
D．对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大
答案：CD
对点训练
解析：自感系数是由线圈本身的特性决定的，与自感电动势的大小、电流变化快慢无关，故A、B错误；根据楞次定律，当原电流增大时，感应电流与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电流与原电流方向相同，故C正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感系数不变，自感电动势越大，故D正确。故选CD。
课堂小结
核心素养提升
1．电感和电阻对电流的阻碍作用比较
物理量
比较内容 电感L 电阻R
阻碍作用 阻碍电流的变化 阻碍电流通过
表现 产生自感现象 导体发热
大小因素 电感越大，电流变化越快，对电流变化的阻碍作用越大，产生的自感电动势越大 电阻越大，对电流的阻碍作用越大
决定因素 线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯 导体长度、横截面积、电阻率、温度
联系 电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量
2.自感现象的“三种状态”“一个特点”
(1)三种状态
①线圈通电瞬间可把自感线圈看成断路。
②断电时自感线圈相当于电源。
③电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈的电阻为0，相当于短路。
(2)一个特点
在发生自感现象时，线圈中电流不发生“突变”。
如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在测量完毕后，将电路拆开时应( )
案例
A．先断开开关S1 B．先断开开关S2
C．先拆去电流表 D．先拆去电阻R
答案：B
课堂达标检测
一、互感现象
1．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接，G为电流表，下列说法正确的是( )
A．开关S闭合瞬间，G中的电流从左向右
B．保持开关S闭合，G中的电流从左向右
C．保持开关S闭合，向右移动变阻器R0的滑动触头，G中的电流从左向右
D．断开开关S的瞬间，G的示数也为零
答案：A
解析：闭合开关S瞬间，Ⅰ线圈中有电流通过，产生磁场，线圈内部磁场方向从左向右，穿过Ⅱ线圈的磁通量从无到有，产生感应电流，根据楞次定律可知电流表中的电流从左向右，A正确；保持开关S闭合，Ⅰ线圈中电流不变，穿过Ⅱ线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，G的示数为零，B错误；保持开关S闭合，向右移动变阻器R0的滑动触头，Ⅰ线圈中电流减小，线圈内部产生向右减弱的磁场，穿过Ⅱ线圈的磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律可知电流表中的电流从右向左，C错误；断开开关S的瞬间，Ⅰ线圈中电流减小(从有到无)，穿过Ⅱ线圈的磁通量变化，产生感应电流，则电流表中有电流通过，示数不为零，D错误。
2．(2024·湖南岳阳高二期末)支持无线充电的电子设备内部都有一个线圈，而支持反向无线充电的手机内部线圈还接有一个交流/直流变换器，如图所示，当手机为其他无线充电设备充电时，手机内部的升压板先将额定电压为4.2 V的锂电池升压至5 V，再通过转换器逆变，当接收线圈与受电线圈正对放置时即可实现用手机反向无线充电。下列说法正确的是( )
A．无线充电技术主要利用了互感
B．反向充电时授电线圈和接收线圈之间没有作用力
C．无需交流/直流变换器也可以实现反向充电
D．反向充电时，交流/直流变换器将交流电转换为直流电
答案：A
解析：无线充电技术主要利用了互感，故A正确；反向充电时受电线圈和接收线圈中的电流有时同向，有时反向，则它们之间既有引力也有斥力，故B错误；产生互感需要变化的电流产生变化的磁场，所以必须用交流/直流变换器，故C错误；反向充电时，交流/直流变换器将直流电转换为交流电，故D错误。
二、自感现象
A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零
B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0
答案：D
4．(多选)(2024·辽宁高二阶段练习)如图所示电路中，A、B为完全相同的灯泡，电阻为R。自感线圈L的直流电阻也为R，a、b为L的左、右端点，电源电动势为E，内阻不计。下列说法正确的是( )
A．闭合开关S，灯泡A缓慢变亮，灯泡B瞬间变亮
B．闭合开关S，当电路稳定后，灯泡A、B一样亮
C．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，灯泡A闪亮后缓慢熄灭
D．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S的瞬间，b点电势高于a点
答案：AD
解析：闭合开关S，灯泡B瞬间变亮，灯泡A与自感线圈L串联，缓慢变亮，故A正确；闭合开关S，当电路稳定后，灯泡A所在支路电阻较大，电流较小，所以灯泡A比灯泡B暗一些，故B错误；闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，自感线圈L、灯泡A和灯泡B构成回路，缓慢熄灭，不会闪亮，故C错误；闭合开关S，电路稳定后再断开开关S的瞬间，自感线圈L产生感应电动势，b点电势高于a点，故D正确。
5．在如图所示的电路中，S闭合后，电路稳定时流过线圈L的电流是2 A，流过灯泡A的电流是1 A。将S突然断开，则S断开前后，下列能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的是( )
答案：D
解析：当开关断开时，由于线圈中自感电动势阻碍电流减小，线圈中的电流逐渐减小，线圈与灯泡A构成回路，因为IL＝2 A，IA＝1 A，所以灯泡中的电流突然反向增大，之后逐渐减小。第二章 4.
基础达标练
1．(多选)下列关于自感现象的说法中，正确的是( )
A．自感现象是由导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感现象的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
答案：ACD
解析：自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，故A正确；线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化，可能与原电流方向相同，也可能与原电流方向相反，故B错误；据法拉第电磁感应定律，线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关，故C正确；加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大，故D正确。
2．(多选)如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )
A．灯泡变暗 B．灯泡变亮
C．螺线管缩短 D．螺线管伸长
答案：AD
解析：将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内时，则使穿过螺旋管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，所以导致线圈中的电流减小，灯泡变暗，由于每匝线圈间的同向电流减小，故相互吸引力减小，从而螺线管伸长，故选AD。
3．(2024·河北邯郸高二期末)在现代社会，移动电子设备如智能手机、平板电脑等已成为人们生活中不可或缺的一部分。无线充电技术成为一种越来越受欢迎的充电方式。其工作原理可简化为如图甲，在送电线圈a中通入交变电流，电流产生变化的磁场，变化的磁场使受电线圈b中产生感应电流，从而对设备充电。当送电线圈a中通入如图乙的电流时，下列说法正确的是( )
A．t1时刻，受电线圈b中的感应电流最大
B．t2时刻，受电线圈b中的感应电流为零
C．t1到t3时间内，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
D．t3到t4时间内，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
答案：D
解析：由法拉第电磁感应定律E＝n＝nS＝nS＝nSk，t1时刻，受电线圈b中的感应电流为零，故A错误；t2时刻，受电线圈b中的感应电流最大，故B错误；根据楞次定律“增反减同”可知，t1到t3时间内，电流先减小后增大，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向先相同后相反，故C错误；t3到t4时间内，电流减小，受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同，故D正确。
4．如图所示，L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为零。电路中A和B是两个相同的灯泡，A灯泡串接一个理想二极管D，则下列说法错误的是( )
A．开关S闭合瞬间，A灯不亮
B．开关S闭合瞬间，B灯泡立即亮
C．开关S断开瞬间，A灯泡闪亮一下后熄灭
D．开关S断开瞬间，a点电势低于b点电势
答案：B
解析：开关S闭合瞬间，电感线圈相当于断路，二极管不导通，则此时A、B灯都不亮，A正确，B错误；稳定后，电感线圈相当于导线，所以B灯亮，A灯不亮，开关S断开瞬间，电感线圈中电流减小，则产生自感电动势，由楞次定律可知，b端相当于电源正极，此时二极管正向导通，电感线圈与二极管、A灯组成回路，则A灯闪亮一下后熄灭，且a点电势低于b点电势，C、D正确。
5．(多选)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电流达到稳定，t1时刻断开开关S。I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，下面能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
答案：AC
解析：当S闭合时，L的自感作用会阻碍电流变大，电流从D1流过；然后L中的电流变大，D1中的电流变小至为0；D2中的电流等于电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为0时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定。当S断开时，D2立即熄灭，D1突然亮起后慢慢熄灭，电流反向且逐渐减小。
6．(2024·山西太原高二期中)如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大，电阻与R相等，则( )
A．闭合S时，灯泡A立即变亮，B缓慢变亮
B．闭合S时，灯泡A缓慢变亮，B立即变亮
C．闭合S待稳定后再断开，A闪亮一下再熄灭而B立即熄灭
D．闭合S待稳定后再断开，B闪亮一下再熄灭而A立即熄灭
答案：B
解析：闭合S时，灯泡B立即变亮，线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，由于灯泡A与线圈串联，故灯泡A缓慢变亮，A错误，B正确；闭合S待稳定后，由于A、B是两个相同的灯泡，线圈的直流电阻与R相等，说明两条支路的电流相等，断开S时，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，线圈电流会通过A、B两灯泡，但由于线圈原来电流大小与两灯泡电流相等，故不会看到灯泡闪亮一下，而是看到A、B两灯泡逐渐熄灭，C、D错误。
7．(多选)(2023·山西高二期末)在用图1的电路研究自感现象时，电流传感器显示各时刻通过线圈L(直流电阻为0)的电流如图2所示。已知灯泡的电阻与定值电阻R相同且不随电流变化，可以判定( )
A．闭合S时灯泡缓慢变亮，断开S时灯泡缓慢熄灭
B．1.0×10－3 s前后，S由闭合变为断开
C．1.2×10－3 s时，通过灯泡的电流方向为从右向左
D．1.1×10－3 s时，灯泡的功率约为5.0×10－4 s时的二分之一
答案：BC
解析：当开关S闭合时，流过灯泡的电流瞬间增大，所以灯泡瞬间变亮，由于线圈的自感作用使得流过电阻R的电流逐渐增大，断开S时，由于灯泡的电阻与定值电阻R相同电流逐渐减小，故A错误，B正确；断开开关，线圈产生的感应电流方向向右，所以流过灯泡的电流向左，故C正确；由图可知，t＝1.1×10－3 s时，电流为0.9 A，t＝5.0×10－4 s时，电流为1.5 A，根据功率的计算公式P＝I2R，可得＝＝0.36，故D错误。故选BC。
能力提升练
8．(2024·江苏苏州市高二期中)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1.5 V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．闭合开关稳定后，人体的电流等于线圈的电流
C．断开开关瞬间，流过人的电流方向为P→Q
D．断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大
答案：D
解析：由于人的电阻较大，干电池的电动势较低，开关闭合后，多匝线圈和同学们并联，通过人体的电流很小，所以人没有触电的感觉，A错误；因为开关闭合后，多匝线圈和同学们并联，且由于人的电阻大于线圈的电阻，所以通过人体的电流小于线圈的电流，B错误；开关断开的瞬间，线圈中产生自感电动势，自感电流方向与原电流方向一致，所以流过人的电流方向为Q→P，C错误；断开开关瞬间，多匝线圈产生自感电动势，人体电阻很大电流变化很快，所以线圈两端的电压会突然增大，D正确。
9．在下图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通稳定工作后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际( )
A．G1指针向左摆，G2指针向右摆
B．G1指针向右摆，G2指针向左摆
C．G1、G2的指针均向左摆
D．G1、G2的指针均向右摆
答案：B
解析：电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，所以含有电感线圈的支路的电流从“＋”接线柱流入G1，指针向右摆。含有电阻的支路电流从“－”接线柱流入G2，指针向左摆。故B正确，A、C、D错误，故选B。
10.在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是( )
A．当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D．以上说法均不正确
答案：C
解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感影响，选项A、B错误，只有C正确。
11．(多选)(2024·浙江宁波高二期末)如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是( )
A．开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流大小相等
B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变
C．开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故D2闪亮一下再熄灭
D．根据题中信息，可以推算出u1∶u2＝3∶4
答案：AD
解析：开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和D2串联，流经灯D1和D2的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故I＝，稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过D2的电流为I2＝×＝，故A正确，B错误；开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D3和D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和D2的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，故C错误；开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律u1＝，电路稳定后，流过D3的电流为I＝×＝，开关S断开瞬间，电感线圈能够为D3和D2提供与之前等大电流，故其两端电压为u2＝I·2R＝，所以＝，故D正确。
12．如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，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，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理由。
(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？
(2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？
(3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？
答案：(1)不能 (2)不能 (3)能
解析：(1)不能。
因A处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，不能产生感应电流，故不能推动J切断电源。
(2)不能。理由同(1)。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火线的电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。
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