2.2 自感 同步练习（含答案解析） (1)

2.2
自感
同步练习
1．关于自感现象，下列说法正确的是(　　)
A．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大
B．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈的自感系数也较大
C．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势越大
D．对于同一线圈，当电流的变化率越大时，线圈中产生的自感电动势就越大
【解析】　线圈中产生的自感电动势E与两方面的因素有关．一是线圈中电流的变化率，二是线圈的自感系数，A项错；对于同一线圈，其自感系数是一定的，与线圈中有无电流及电流变化的快慢没有关系，B项错；在自感系数一定的情况下，自感电动势的大小只与线圈中电流的变化率成正比，而与电流的变化量的大小无关，C项错，D项正确．
【答案】　D
2．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，采用双线并绕的方法，如图2－2－7所示．其道理是(　　)
图2－2－7
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
【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，选项A、B错误，只有C正确．
【答案】　C
3．(2013·银川高二检测)如图2－2－8所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，其电阻可以忽略．下列说法中正确的是(　　)
图2－2－8
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
D．断开开关S切断电路时，流过A2的电流方向与断开前通过的电流方向相同
【解析】　S接通时，由于L的自感电动势较大，A1后亮，A2先亮，A1、A2完全相同．L电阻不计线路稳定后，A1、A2一样亮，A对，B错．断开S时，L和A1、A2构成回路，A1、A2过一会儿熄灭，流过A2的电流与断开前相反，C、D均错．
【答案】　A
4．(2012·常德高二检测)如图2－2－9所示电路中，电源内电阻和线圈L的电阻均不计，K闭合前，电路中电流为I＝E/2R.将K闭合时，线圈中的自感电动势(　　)
图2－2－9
A．有阻碍电流作用，最后电流为零
B．有阻碍电流作用，最后电流总小于I
C．有阻碍电流增大的作用，电流保持I不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2I
【解析】　K闭合后，电路中电流增大，由于线圈产生自感电动势，阻碍电流增大，但阻碍不是阻止，最终结果不受影响，电流最后还是要增大到2I.正确理解“阻碍”与“阻止”．
【答案】　D
5．如图2－2－10所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格相同的小灯泡．下列判断正确的是(　　)
图2－2－10
A．开关S闭合时，D1先亮，D2后亮
B．闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮
C．断开S时，D1闪亮一下
D．断开S时，D1、D2均不立即熄灭
【解析】　开关S闭合时D1，D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错．闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B对．断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错．
【答案】　BC
6．(2013·镇江检测)如图2－2－11所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2，零点均在刻度盘的中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后再断开开关S的瞬间，下述说法中正确的是(　　)
图2－2－11
A．G1指针向右摆，G2指针向左摆
B．G1指针向左摆，G2指针向右摆
C．G1、G2的指针都向右摆
D．G1、G2的指针都向左摆
【解析】　在电路接通后再断开开关S的瞬间，由于线圈L中的原电流突然减小，线圈L中产生自感现象，线圈中的电流逐渐减小，电流流经L、G2、R、G1，方向顺时针，由于从表G1的“＋”接线柱流入，表G2的“－”接线柱流入，因此G1指针右偏，表G2的指针左偏，答案选A.
【答案】　A
7．如图2－2－12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变化的图象中，正确的是(　　)
图2－2－12
【解析】　S闭合时，由于自感L有感抗，经过一段时间电流稳定时L电阻不计．可见电路的外阻是从大变小的过程．由U外＝E可知U外也是从大变小的过程．t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中电流从B向A且中间流过D，所以t1时刻UAB反向，B正确．
【答案】　B
8．如图2－2－13所示的电路中，三个相同的灯泡M、N、P和线圈L1、L2与直流电源连接，线圈的电阻忽略不计，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有(　　)
图2－2－13
A．M先变亮，然后逐渐变暗
B．N先变亮，然后逐渐变暗
C．P先变亮，然后逐渐变暗
D．N、P都逐渐变暗
【解析】　由题图中看出，S突然断开时，线圈L1、L2中的感应电动势瞬间都给灯M提供电压，因此灯M瞬间电流比原来大，故灯M先变亮，然后逐渐变暗，灯N、P都逐渐变暗．
【答案】　AD
9．(2013·长郡高二期末)如图2－2－14所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则
(　　)
图2－2－14
A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮
B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮
C．稳定后，L和R两端电势差一定相同
D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同
【解析】　闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们的电压相同，L和R两端电势差一定相同，选项B、C正确，A、D错误．
【答案】　BC
10．在如图2－2－15所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是(　　)
图2－2－15
【解析】　电路图如图所示．t′时刻闭合S，则由于线圈L的自感作用，通过小灯泡L1的电流i1从零逐渐增加，直到达到稳定值I，故灯L1的电流变化为B图象所示，故A错，B对；而小灯泡L2所在支路没有上述现象，S一闭合，电流i2就为稳定值I，故C、D均错．
【答案】　B
11.如图2－2－16所示，电源的电动势E＝15
V，内阻忽略不计．R1＝5
Ω，R2＝15
Ω，电感线圈的电阻不计，求当开关S接通的瞬间，S接通达到稳定时及S切断的瞬间流过R1的电流．
图2－2－16
【解析】　开关S接通瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R1的电流为I1＝＝A＝3
A.
开关S断开瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为3
A.
【答案】　0　3
A　3
A
12.
(2012·淮安高二检测)如图2－2－17所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图2－2－18)．已知电源电动势E＝6
V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6
Ω，电阻R的阻值为2
Ω.
图2－2－17
图2－2－18
(1)线圈的直流电阻RL＝________Ω.
(2)开关断开时，该同学观察到的现象是________________，并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是________
V.
【解析】　由图象可知S闭合稳定时IL＝1.5
A
RL＝－R＝
Ω－2
Ω＝2
Ω
此时小灯泡电流I1＝＝
A＝1
A
S断开后，L、R、R1组成临时回路
电流由1.5
A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝IL(R＋RL＋R1)＝15
V.
【答案】　(1)2　(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　15