2.4 互感和自感 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
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| 名称 | 2.4 互感和自感 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 712.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 10:10:25 | ||
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2.4 互感和自感 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．如图为某品牌手机无线充电的原理示意图。若某段时间内送电线圈产生的磁场在逐渐增强，则（ ）
A．此时送电线圈中的电流由端口1流入
B．此时受电线圈的端口3为正极
C．此时受电线圈的面积有扩大的趋势
D．受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相同
2．在如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L为自感系数很大的线圈、R为定值电阻。假设电源的内阻和线圈的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S的瞬间，灯泡A、B同时亮
B．闭合开关S，待稳定后，灯泡A、B亮度相同
C．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡A、B中的电流大小不同
D．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡B中的电流方向为从右向左
3．关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
4．如图所示的电路中，A1和A2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接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）
A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭 B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭
C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭 D．接通时A2先达最亮，断开时A1先灭
5．下列关于自感系数及自感电动势的说法中正确的是（ ）
A．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
B．电流变化越大，自感电动势越大
C．线圈中的电流变化越快，其自感系数越大
D．线圈内插入铁芯，其自感系数增大
6．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．下列关于自感和互感的应用说法正确的是（ ）
A．图A手机无线充电技术中，只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．公路上的测速装置如图B，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流
C．如图C所示是一种延时继电器的示意图，开始时开关S闭合，断开开关S，弹簧K立刻将衔铁D拉起
D．在制作精密电阻时，为了消除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D所示，其道理是当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量相互抵消
8．线圈通以如图所示随时间变化的电流，则（ ）
A．0~t1时间内线圈中的自感电动势最大
B．t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大
C．t2~t3时间内线圈中的自感电动势最小
D．t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零
9．如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（ ）
A．闭合S时，两灯同时正常发光
B．闭合S时，B比A先达到正常发光状态
C．断开S时，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭
D．断开S时，两灯均立即熄灭
10．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（ ）
A．重新接通电路，A1、A2同时变亮
B．重新接通电路，A1逐渐变暗
C．接通电路，电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭
D．接通电路，电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭
11．如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，A1、A2为完全相同的电流传感器（内阻不计）。闭合开关K，得到如图乙所示的图像，电源电动势为E，内阻r，则（ ）
A．
B．
C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
12．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的
B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管
二、多选题
13．关于互感现象，下列说法正确的是（ ）
A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象
B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈
C．互感现象都是有益的
D．变压器是利用互感现象制成的
14．如图所示为某同学探究电磁感应现象的实验装置。将两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R、开关组成一个回路，B线圈与电流计G、开关组成另一个回路。关于该实验现象下列说法正确的是（ ）
A．先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流
B．先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流
C．闭合、，待电路稳定后G中一直有感应电流
D．闭合、，待电路稳定后R的滑片向左移动的过程中，G中有感应电流
三、填空题
15．如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中L是插有铁芯的自感线圈，A1、A2是规格相同的两个灯泡，回答下列问题：
（1）在自感线圈中插入铁芯的目的是 。
（2）在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到 。（填“最左”或“最右”）端。
（3）闭合开关S，调节变阻器R1、R使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡A1的电流方向 （填“向左”或“向右”），流过灯泡A2的电流方向 （填“向左”或“向右”）。
（4）要观察到断开电路时，灯泡A2亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应 （填“大于”或“小于”）自感线圈L的电阻阻值。
四、实验题
16．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间电势差，开关原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关，该时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。
(1)闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ；
(2)断开开关后，通过电灯的电流方向 （填：或）；
(3)断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 。
五、解答题
17．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。
18．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=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。求：
（1）线圈L的直流电阻RL，断开开关后通过电灯的电流方向；
（2）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势E的大小。
参考答案
1．A
A．某段时间内送电线圈产生的磁场B在逐渐增强，根据安培定则可知，此时送电线圈中的电流由端口1流入，故A正确；
B．由楞次定律可知，此时受电线圈的端口4为正极，故B错误；
C．磁场B在逐渐增强，所以受电线圈的面积有收缩的趋势，故C错误；
D．根据楞次定律，受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相反，故D错误。
故选A。
2．D
A．闭合开关S的瞬间，灯泡B马上亮，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以灯泡A逐渐亮起来，故A错误；
B．由于线圈的直流电阻可忽略不计，可知闭合开关S，待稳定后，灯泡A比灯泡B更亮，故B错误；
CD．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与A、B构成回路，则灯泡A、B中的电流大小相同，由于通过线圈的原电流方向从左向右，则灯泡B中的电流方向为从右向左，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
AB．电感一定时，电流变化越快，越大，由E=L知，自感电动势越大，故A错误，B正确；
C．线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C错误；
D．当通过线圈的电流最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D错误。
故选B。
4．A
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大，故绝大多数电流都流经A1，即A1先达最亮，由于电阻R的分流作用，A1亮度较低；断开时A2先灭，线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小，产生的感应电流流经A1，故A1后灭，A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
AB．由
可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，故AB错误；
CD．线圈的自感系数仅由线圈自身的因素决定，如：线圈的横截面积、长度、单位长度上的线圈匝数、有无铁芯等，与其他因素无关，故C错误，D正确。
故选D。
6．B
开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，所以正确选项B．
7．D
A．互感：当一个线圈中电流变化，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。图A手机无线充电技术属于互感现象，只要线圈A中输入变化的电流，线圈B中就会产生感应电动势，根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，若线圈A中输入电流为恒定的，则B线圈就不会产生感应电动势，故A错误；
B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以即使汽车匀速运动，线圈中也会产生感应电流，故B错误；
C．图C所示是一种延时继电器的示意图，闭合开关时，A线圈会产生磁场，且通过了B线圈，使得B线圈会产生感应电流，同时该电流会产生个磁场反过来使得在弹片附近的磁场的增加变慢，达到延时的效果；当打开时A线圈产生的磁场，通过B线圈时减少，使得B线圈又会产生感应电流，阻碍通过B的磁场的减少，同时使在使得在弹片附近的磁场的减少变慢，达到延时的效果，故C错误；
D．自感：由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。图D所示由于采用的双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们产生的磁通量互相抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响，故D正确。
故选D。
8．D
AC．0~t1时间内线圈中的电流发生了变化，且没有在t2~t3时间内变化快，因此t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大，AC错误；
BD．t1~t2时间内线圈中电流没有发生变化，因此线圈中没有磁通量的变化，所以线圈中没有自感电动势，自感电动势为零，B错误D正确。
故选D。
9．B
AB．根据题意可知，开关闭合，B灯立即正常发光，A灯由于线圈L的自感作用，逐渐达到正常发光状态，故A错误，B正确；
CD．由于线圈L的电阻不计，当电路稳定时，流过A、B灯的电流相等，断开S时，由于线圈L的自感现象，两灯均逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
10．C
根据题中物理情景描述可知，本题考查自感，根据电感线圈对电流作用的规律，运用电磁感应等，进行分析推断。
A．重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，故A错误；
B．由A分析可知A1逐渐变亮，故B错误；
C．一段时间电路稳定后，再次断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C项正确；
D．由C分析可知不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，故B错误。
故选C。
11．B
AB．由图乙可知，当时，自感线圈中电流为零，流过灯泡支路的电流为，根据闭合回路欧姆定律有
当时，电路稳定，两支路电流相等为，根据闭合回路欧姆定律有
联立解得
故A错误B正确；
C．由图乙可知，电路稳定后，两支路电流相等，则断开开关时，小灯泡不会闪亮后逐渐熄灭，故C错误；
D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，但由于电流变化，自感电动势不为零，故D错误。
故选B。
12．D
A．当开关接通220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电,辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触；电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子，双金属片自动复位，两极断开；故A错误；
B．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动，在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光；则镇流器相当于自感电源，提供高压，故B错误；
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S不能提供高压让氩气分子电离，则不能正常点燃日光灯管，故C错误；
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，相当于启动器的作用，也能提供断电时的自感电动势获得高压，则仍有可能点燃日光灯管，故D正确；
故选D。
13．BD
A．两个线圈之间没有导线相连，也能产生互感现象，故A错误；
B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈，故B正确；
C．互感现象并非都是有益的，有时会影响电路的正常工作，故C错误；
D．变压器是利用互感现象制成的，故D正确。
故选BD。
14．AD
A．先闭合后，线圈A中产生的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，故G中无感应电流。故A正确；
B．先闭合，此时穿过线圈B的磁通量仍为零。再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故B错误；
C．闭合、，待电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，G中无感应电流。故C错误；
D．闭合、，待电路稳定后，R的滑片向左移动的过程中，电阻变大，电路中电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故D正确。
故选AD。
电流表与线圈B形成闭合电路，当线圈B中磁通量发生改变时，产生感应电动势，继而出现感应电流。
15． 增加线圈的自感系数 最左 向左 向右 大于
（1）[1]在自感线圈中插入铁芯的目的是增加线圈的自感系数。
（2）[2]滑动变阻器是限流式接法，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的有效电阻调至最大，故滑片移到最左端。
（3）[3][4]断开开关的瞬间，线圈和滑动变组器R，两灯泡构成闭合回到路，因自感现象，线圈充当电源，线圈产生的感应电流与原电流同向，故流过灯泡A1的电流方向不变，向左，流过A2的电流方向反向，向右。
（4）[5]断开电路时，流过A2的电流等于A1的电流，要观察到灯泡A2亮一下再熄灭，即流过A2的电流变大大于断开前的电流，则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈L的电阻阻值。
16．(1)灯泡突然变暗
(2)
(3)10.5
（1）设自感线圈的电阻为，则电路中的总电阻
根据图乙可知开关闭合电路稳定时通过自感线圈的电流为，而自感线圈所在支路与灯泡所在支路并联，则根据并联电路的特点可知，通过两支路的电流比等于电阻的反比，设通过灯泡的电流为，通过自感线圈的电流为，则有
联立解得
，
可知灯泡所在支路电流大于通过自感线圈的电流，而当S断开时，自感线圈产生自感电动势，自感线圈与灯泡构成闭合回路，因此通过灯泡的电流突然减小，灯泡突然变暗，随着自感电动势的减小，随后灯泡逐渐熄灭。
（2）断开开关后，通过自感线圈的电流方向不变，而自感线圈与灯泡构成闭合回路，此时自感线圈相当于电源，因此可知通过灯泡的电流方向为。
（3）断开开关后，自感线圈中电流的最大值为1.5A，则线圈的自感电动势
17．（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向左；（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。
（1）断开S前，通过L的电流为
方向向左。
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。
18．（1）2Ω；向左；（2）2.0V
（1）由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5A，由欧姆定律
I0=
计算得出
=2Ω
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的。
（2）由图读出，t1=1.6×10-3s时刻线圈L的电流
I0=0.20A
线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律
E=I（）=2.0V
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2.4 互感和自感 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．如图为某品牌手机无线充电的原理示意图。若某段时间内送电线圈产生的磁场在逐渐增强，则（ ）
A．此时送电线圈中的电流由端口1流入
B．此时受电线圈的端口3为正极
C．此时受电线圈的面积有扩大的趋势
D．受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相同
2．在如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L为自感系数很大的线圈、R为定值电阻。假设电源的内阻和线圈的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S的瞬间，灯泡A、B同时亮
B．闭合开关S，待稳定后，灯泡A、B亮度相同
C．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡A、B中的电流大小不同
D．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡B中的电流方向为从右向左
3．关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
4．如图所示的电路中，A1和A2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接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）
A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭 B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭
C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭 D．接通时A2先达最亮，断开时A1先灭
5．下列关于自感系数及自感电动势的说法中正确的是（ ）
A．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
B．电流变化越大，自感电动势越大
C．线圈中的电流变化越快，其自感系数越大
D．线圈内插入铁芯，其自感系数增大
6．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．下列关于自感和互感的应用说法正确的是（ ）
A．图A手机无线充电技术中，只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．公路上的测速装置如图B，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流
C．如图C所示是一种延时继电器的示意图，开始时开关S闭合，断开开关S，弹簧K立刻将衔铁D拉起
D．在制作精密电阻时，为了消除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D所示，其道理是当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量相互抵消
8．线圈通以如图所示随时间变化的电流，则（ ）
A．0~t1时间内线圈中的自感电动势最大
B．t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大
C．t2~t3时间内线圈中的自感电动势最小
D．t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零
9．如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（ ）
A．闭合S时，两灯同时正常发光
B．闭合S时，B比A先达到正常发光状态
C．断开S时，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭
D．断开S时，两灯均立即熄灭
10．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（ ）
A．重新接通电路，A1、A2同时变亮
B．重新接通电路，A1逐渐变暗
C．接通电路，电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭
D．接通电路，电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭
11．如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，A1、A2为完全相同的电流传感器（内阻不计）。闭合开关K，得到如图乙所示的图像，电源电动势为E，内阻r，则（ ）
A．
B．
C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
12．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的
B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管
二、多选题
13．关于互感现象，下列说法正确的是（ ）
A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象
B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈
C．互感现象都是有益的
D．变压器是利用互感现象制成的
14．如图所示为某同学探究电磁感应现象的实验装置。将两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R、开关组成一个回路，B线圈与电流计G、开关组成另一个回路。关于该实验现象下列说法正确的是（ ）
A．先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流
B．先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流
C．闭合、，待电路稳定后G中一直有感应电流
D．闭合、，待电路稳定后R的滑片向左移动的过程中，G中有感应电流
三、填空题
15．如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中L是插有铁芯的自感线圈，A1、A2是规格相同的两个灯泡，回答下列问题：
（1）在自感线圈中插入铁芯的目的是 。
（2）在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到 。（填“最左”或“最右”）端。
（3）闭合开关S，调节变阻器R1、R使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡A1的电流方向 （填“向左”或“向右”），流过灯泡A2的电流方向 （填“向左”或“向右”）。
（4）要观察到断开电路时，灯泡A2亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应 （填“大于”或“小于”）自感线圈L的电阻阻值。
四、实验题
16．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间电势差，开关原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关，该时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。
(1)闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ；
(2)断开开关后，通过电灯的电流方向 （填：或）；
(3)断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 。
五、解答题
17．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。
18．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=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。求：
（1）线圈L的直流电阻RL，断开开关后通过电灯的电流方向；
（2）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势E的大小。
参考答案
1．A
A．某段时间内送电线圈产生的磁场B在逐渐增强，根据安培定则可知，此时送电线圈中的电流由端口1流入，故A正确；
B．由楞次定律可知，此时受电线圈的端口4为正极，故B错误；
C．磁场B在逐渐增强，所以受电线圈的面积有收缩的趋势，故C错误；
D．根据楞次定律，受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相反，故D错误。
故选A。
2．D
A．闭合开关S的瞬间，灯泡B马上亮，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以灯泡A逐渐亮起来，故A错误；
B．由于线圈的直流电阻可忽略不计，可知闭合开关S，待稳定后，灯泡A比灯泡B更亮，故B错误；
CD．闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与A、B构成回路，则灯泡A、B中的电流大小相同，由于通过线圈的原电流方向从左向右，则灯泡B中的电流方向为从右向左，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
AB．电感一定时，电流变化越快，越大，由E=L知，自感电动势越大，故A错误，B正确；
C．线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C错误；
D．当通过线圈的电流最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D错误。
故选B。
4．A
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大，故绝大多数电流都流经A1，即A1先达最亮，由于电阻R的分流作用，A1亮度较低；断开时A2先灭，线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小，产生的感应电流流经A1，故A1后灭，A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
AB．由
可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，故AB错误；
CD．线圈的自感系数仅由线圈自身的因素决定，如：线圈的横截面积、长度、单位长度上的线圈匝数、有无铁芯等，与其他因素无关，故C错误，D正确。
故选D。
6．B
开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，所以正确选项B．
7．D
A．互感：当一个线圈中电流变化，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。图A手机无线充电技术属于互感现象，只要线圈A中输入变化的电流，线圈B中就会产生感应电动势，根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，若线圈A中输入电流为恒定的，则B线圈就不会产生感应电动势，故A错误；
B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以即使汽车匀速运动，线圈中也会产生感应电流，故B错误；
C．图C所示是一种延时继电器的示意图，闭合开关时，A线圈会产生磁场，且通过了B线圈，使得B线圈会产生感应电流，同时该电流会产生个磁场反过来使得在弹片附近的磁场的增加变慢，达到延时的效果；当打开时A线圈产生的磁场，通过B线圈时减少，使得B线圈又会产生感应电流，阻碍通过B的磁场的减少，同时使在使得在弹片附近的磁场的减少变慢，达到延时的效果，故C错误；
D．自感：由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。图D所示由于采用的双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们产生的磁通量互相抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响，故D正确。
故选D。
8．D
AC．0~t1时间内线圈中的电流发生了变化，且没有在t2~t3时间内变化快，因此t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大，AC错误；
BD．t1~t2时间内线圈中电流没有发生变化，因此线圈中没有磁通量的变化，所以线圈中没有自感电动势，自感电动势为零，B错误D正确。
故选D。
9．B
AB．根据题意可知，开关闭合，B灯立即正常发光，A灯由于线圈L的自感作用，逐渐达到正常发光状态，故A错误，B正确；
CD．由于线圈L的电阻不计，当电路稳定时，流过A、B灯的电流相等，断开S时，由于线圈L的自感现象，两灯均逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
10．C
根据题中物理情景描述可知，本题考查自感，根据电感线圈对电流作用的规律，运用电磁感应等，进行分析推断。
A．重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，故A错误；
B．由A分析可知A1逐渐变亮，故B错误；
C．一段时间电路稳定后，再次断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C项正确；
D．由C分析可知不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，故B错误。
故选C。
11．B
AB．由图乙可知，当时，自感线圈中电流为零，流过灯泡支路的电流为，根据闭合回路欧姆定律有
当时，电路稳定，两支路电流相等为，根据闭合回路欧姆定律有
联立解得
故A错误B正确；
C．由图乙可知，电路稳定后，两支路电流相等，则断开开关时，小灯泡不会闪亮后逐渐熄灭，故C错误；
D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，但由于电流变化，自感电动势不为零，故D错误。
故选B。
12．D
A．当开关接通220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电,辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触；电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子，双金属片自动复位，两极断开；故A错误；
B．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动，在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光；则镇流器相当于自感电源，提供高压，故B错误；
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S不能提供高压让氩气分子电离，则不能正常点燃日光灯管，故C错误；
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，相当于启动器的作用，也能提供断电时的自感电动势获得高压，则仍有可能点燃日光灯管，故D正确；
故选D。
13．BD
A．两个线圈之间没有导线相连，也能产生互感现象，故A错误；
B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈，故B正确；
C．互感现象并非都是有益的，有时会影响电路的正常工作，故C错误；
D．变压器是利用互感现象制成的，故D正确。
故选BD。
14．AD
A．先闭合后，线圈A中产生的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，故G中无感应电流。故A正确；
B．先闭合，此时穿过线圈B的磁通量仍为零。再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故B错误；
C．闭合、，待电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，G中无感应电流。故C错误；
D．闭合、，待电路稳定后，R的滑片向左移动的过程中，电阻变大，电路中电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故D正确。
故选AD。
电流表与线圈B形成闭合电路，当线圈B中磁通量发生改变时，产生感应电动势，继而出现感应电流。
15． 增加线圈的自感系数 最左 向左 向右 大于
（1）[1]在自感线圈中插入铁芯的目的是增加线圈的自感系数。
（2）[2]滑动变阻器是限流式接法，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的有效电阻调至最大，故滑片移到最左端。
（3）[3][4]断开开关的瞬间，线圈和滑动变组器R，两灯泡构成闭合回到路，因自感现象，线圈充当电源，线圈产生的感应电流与原电流同向，故流过灯泡A1的电流方向不变，向左，流过A2的电流方向反向，向右。
（4）[5]断开电路时，流过A2的电流等于A1的电流，要观察到灯泡A2亮一下再熄灭，即流过A2的电流变大大于断开前的电流，则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈L的电阻阻值。
16．(1)灯泡突然变暗
(2)
(3)10.5
（1）设自感线圈的电阻为，则电路中的总电阻
根据图乙可知开关闭合电路稳定时通过自感线圈的电流为，而自感线圈所在支路与灯泡所在支路并联，则根据并联电路的特点可知，通过两支路的电流比等于电阻的反比，设通过灯泡的电流为，通过自感线圈的电流为，则有
联立解得
，
可知灯泡所在支路电流大于通过自感线圈的电流，而当S断开时，自感线圈产生自感电动势，自感线圈与灯泡构成闭合回路，因此通过灯泡的电流突然减小，灯泡突然变暗，随着自感电动势的减小，随后灯泡逐渐熄灭。
（2）断开开关后，通过自感线圈的电流方向不变，而自感线圈与灯泡构成闭合回路，此时自感线圈相当于电源，因此可知通过灯泡的电流方向为。
（3）断开开关后，自感线圈中电流的最大值为1.5A，则线圈的自感电动势
17．（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向左；（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。
（1）断开S前，通过L的电流为
方向向左。
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。
18．（1）2Ω；向左；（2）2.0V
（1）由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5A，由欧姆定律
I0=
计算得出
=2Ω
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的。
（2）由图读出，t1=1.6×10-3s时刻线圈L的电流
I0=0.20A
线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律
E=I（）=2.0V
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