教科版高中物理选择性必修第二册第二章电磁感应及其应用第4节自感课件(64页PPT)

(共64张PPT)
[学习目标]
1.观察通电自感和断电自感实验，了解自感现象。
2.能够通过电磁感应的规律分析通电、断电自感现象的成因。
3.了解自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化。
4.能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
1.互感现象：一个线圈通电或断电的瞬间，另一个与之靠近的线圈中会出现________的现象。
2.由于导体线圈_____的电流发生变化而引起的________现象，叫作自感。在自感现象中产生的电动势叫作__________。
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。
感应电流
本身
电磁感应
自感电动势
4.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。
(3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图。
5.对自感现象中能量转化的理解
自感现象遵循能量守恒定律，自感现象中的能量转化过程如下：
(1)闭合开关时，电流克服自感的阻碍作用做功，把电能储存在线圈中(电能变成了磁场能)。
(2)断开开关时，储存在线圈中的磁场能又转化为电能，通过灯泡释放出来，转变成了光能和内能。
[思考探究]
按照如图所示电路图连接电路，电感线圈电阻不计，两灯泡规格相同。
(1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况怎样？试分析该现象产生的原
因。
(2)开关S断开时，灯泡1和2的发光情况怎样？试分析该现象产生的原
因。
提示　(1)开关S接通时，灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
接通电源的瞬间，电流增加，根据楞次定律，线圈L中产生感应电动势，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来。
(2)开关S断开时，灯泡1是逐渐熄灭，而灯泡2闪亮一下再熄灭。开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡1和2构成闭合回路，由于线圈L的电阻不计，所以灯泡2先闪亮一下再逐渐熄灭，而灯泡1逐渐熄灭。
角度1　对通电自感和断电自感的理解
[例1]　(2025·深圳市高二期末)如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，A、B是两个不同的小灯泡，且阻值RAC
A.S闭合时，A灯、B灯均逐渐变亮
B.S闭合时，通过A灯的电流先增大后减小
C.S由闭合到断开时，电流从右向左流过B灯
D.S由闭合到断开时，A灯和B灯都逐渐熄灭
解析　开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，开关闭合瞬间，线圈对电流有阻碍作用，随着线圈对电流阻碍逐渐减小后A灯逐渐变亮，故A错误；开关闭合瞬间，线圈对电流有阻碍作用，随着线圈对电流阻碍逐渐减小后A灯逐渐变亮，达到稳定后A灯泡亮度稳定，通过A灯的电流先增大后不变，故B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过B灯，故C正确；开关处于闭合状态时，由于RA[例2]　(多选)为了演示接通电源瞬间和断开电源瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，相同的A灯和B灯，线圈L的直流电阻的阻值与定值电阻R的电阻相等，下列说法正确的是(　　)
A.开关接通的瞬间，A灯的亮度大于B灯的亮度
B.通电一段时间后，A灯的亮度小于B灯的亮度
C.断开开关的瞬间，A灯过一段时间后熄灭，B灯立即熄灭
D.若满足R灯AC
解析　开关接通的瞬间，L会产生自感电动势阻碍通过其电流的变化，从而使通过A灯的电流比通过B灯的电流大，所以A灯的亮度大于B灯的亮度，故A项正确；通电一段时间后，电路中电流稳定，由于线圈L的直流电阻的阻值与定值电阻R的电阻相等，L与R可视为等效的电路元件，此时通过A、B两灯的电流相等，所以A、B两灯的亮度相同，故B项错误；断开开关的瞬间，通过B灯的电流瞬间变为零，而L会产生自感电动势阻碍通过其电流的变化，此时L与A灯形成回路，通过A灯的电流不会瞬间变为零，所以A灯过一段时间后熄灭，B灯立即熄灭，故C项正确；若R>R灯，则电路稳定时通过A灯的电流IA大于通过L的电流IL，开关断开瞬间，L会产生自感电动势阻碍通过其电流的变化，此时L与A灯形成回路，电流逐渐减小，从而A灯逐渐熄灭，不会出现闪亮一下再熄灭，故D项错误。
[总结提升]　自感中“闪亮”与“不闪亮”问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后逐渐减小达到稳定
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向不变 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
角度2　自感现象的图像问题
[例3]　如图所示的电路中，L是自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器(相当于电流表)的电阻忽略不计，电源内阻不可忽略。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间在t＝t1时刻断开开关S。则下列电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是(　　)
A
解析　闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值小于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流大于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，电感线圈阻碍电流减小，原来通过线圈L的电流此时从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小，故A正确，B、C、D错误。
[例4]　(2025·咸阳市高二期末)(多选)为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后，电路中两支路的电流分别为I1和I2。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后(　　)
AC
A.自感线圈所在支路的电流如曲线a所示
B.自感线圈所在支路的电流如曲线b所示
C.小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D.小灯泡逐渐变暗直至熄灭
解析　断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，选项A正确，B错误；由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、定值电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，选项C正确，D错误。
[总结提升]
自感现象中I－t图像的处理技巧
大
自感系数
2.自感系数
[思考探究]
如图，在制作精密电阻时，采用了双线绕法，从而消除了自感电动势，你能解释其中的道理吗？
提示　两线圈匝数相等，流过两线圈的电流等大反向，它们产生的磁场磁感应强度大小相等、方向相反，所以穿过螺线管的磁通量始终为零，回路中没有自感电动势产生。
[例5]　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
D
1.日光灯的结构
普通的日光灯由灯管、_______、启动器、导线和开关组成。
镇流器
(1)启动器：也称启辉器，是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，一个是固定不动的静触片，一个是用两种不同的金属薄片铆合而成的U形动触片。
(2)镇流器：是一个有铁芯的自感系数很大的线圈，其作用是在日光灯启动时在灯管两端形成一个________，正常工作时又起着________的作用。
瞬时高压
降压限流
2.日光灯的工作原理
(1)开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热。
(2)电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形片冷却收缩，使两个触片分离，电路自动断开。
(3)在电路突然断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的____________，自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯被点亮。
(4)日光灯点亮后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是____电流的变化，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。
自感电动势
阻碍
[例6]　如图是日光灯的工作原理电路图，下列说法正确的是(　　)
B
A.日光灯点亮后，镇流器、启动器都不起作用
B.镇流器能产生瞬时高压点亮灯管，并在灯管亮后起降压限流作用
C.日光灯点亮后，发出的可见光是由灯管内的气体发出
D.日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗
解析　日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如图所示，在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，此时电流通过镇流器而降压，不能使镇流器短路，故A、D错误，B正确；日光灯管是因为荧光粉受紫外线照射而发光，故C错误。
1.(互感现象)目前手机的无线充电技术(图甲)已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是(　　)
D
A.只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B.若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C.线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D.线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
解析　若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，穿过线圈B的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会产生随时间均匀变化的磁场，则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；若线圈A中电流恒定不变，无论多大，线圈B中都不会产生感应电动势，故C错误；线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。
2.(自感现象)如图所示电路中，A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法正确的是(　　)
A.接通开关S，A立即变亮，最后A比B亮
B.接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮
C.断开开关S，A、B都立刻熄灭
D.断开开关S，A、B都逐渐熄灭
B
解析　接通开关S，电容器C要通过A充电，因此A立刻亮，由于充电电流越来越小，当充电完毕后，相当于断路，而L对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增大，故B逐渐变亮，当闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，因此A、B一样亮，故A错误，B正确；当S闭合足够长时间后再断开，A立刻熄灭，而L产生自感电动势，且电容器也要对B放电，故B要逐渐熄灭，故C、D错误。
3.(自感现象的图像)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(　　)
B
解析　开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看作电阻，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，故选B。
4.(自感现象的应用——日光灯)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(　　)
D
A.闭合开关S点亮日光灯灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的
B.闭合开关S点亮日光灯灯管过程中，镇流器相当于电阻
C.将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点亮日光灯灯管
D.将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点亮日光灯灯管
解析　当开关接通，220 V的电压立即使启动器中的氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使动触片受热膨胀，与静触片接触；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；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灯管两端。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，碰撞管内惰性气体分子，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；将镇流器换为定值电阻，闭合开关S不能提供高压使灯管中的气体放电，则不能正常点亮日光灯灯管，故C错误；将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，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，则仍有可能点亮日光灯灯管，故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[基础巩固练]
1.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是(　　)
A.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B.线圈中的电流变化越快，自感系数越大
C.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
D.线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零
解析　磁通量有变化才有感应电动势，故A错误；线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定，与电流无关，故B、D错误，C正确。
C
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2.(多选)在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻可以忽略不计，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)
BD
A.A1先亮，A2后亮，最后一样亮
B.稳定后断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C.稳定后断开开关S，A2闪亮一下再熄灭
D.稳定后断开开关S，流过A2的电流方向向左
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　闭合开关S，A2立即发光，由于线圈L的自感作用，通过A1的电流只能逐渐增大，使A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A错误；稳定后开关S断开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中的电流逐渐减小，线圈L、A2与A1构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，由于两灯泡完全相同，线圈的电阻不计，则A2不会出现闪亮一下，且流过A2的电流方向向左，故B、D正确，C错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3.(2025·绵阳市高二期中)在如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当电路稳定后断开开关S时，将出现的现象是(　　)
D
A.G1和G2指针都立即回到零点
B.G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点
C.G1指针缓慢地回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D.G2指针缓慢地回到零点，而G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　当开关闭合时，两表指针均向右方偏，说明电流表指针向电流流进的方向偏。当开关断开时，通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，相当于一个瞬间电源，线圈左端是电源正极，产生自感电流的方向与原电流的方向相同，从而阻碍电流的变小，所以使得G2的指针缓慢地回到零点，而通过G1的电流变为由左侧流进，G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，故选D。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4.某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关S，小灯泡发光；再断开S，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未出现物理老师课堂演示断电时出现的小灯泡闪亮之后再逐渐熄灭的现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(　　)
D
A.电源的电动势较大
B.小灯泡A的灯丝断了
C.线圈L的电阻较小
D.小灯泡A灯丝电阻较小
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的电动势无关，故A错误；小灯泡A的灯丝断了，灯泡将不亮，故B错误；线圈L的电阻较小，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡发生闪亮现象，故C错误；小灯泡A灯丝电阻较小，稳定时流过小灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，流过小灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，小灯泡将不发生闪亮现象，故D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5.在如图所示的电路中，两个相同的灯泡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，电源内阻忽略不计，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变化的图像是(　　)
B
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　与带铁芯的电感线圈串联的L1所在支路中，断开S后再闭合，由于自感电动势的阻碍作用，电流从零逐渐变大，最终达到I，故A错误，B正确；与滑动变阻器R串联的L2所在支路中，断开S后再闭合，立即有电流通过L2，当电流I1逐渐增大时，流过L2的电流逐渐减小，最终减到I，故C、D错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5 V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。设开关闭合稳定后线圈中的电流为I0，下列说法正确的是(　　)
A.断开开关时线圈中的电流突然增大
B.断开开关时流过人体的电流为I0
C.人有触电感觉时流过人体的电流方向为A→B
D.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
B
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　断开开关时，由于线圈的电流减小而产生自感电动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故A错误；当断开开关时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故C错误；当断开开关时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生较大的自感电动势，此时人与线圈组成一个闭合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故B正确，D错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7.如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并联一纸质电容器C，某班教室的一盏日光灯总是灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是(　　)
C
A.启动器两脚a、b与启动器座接触不良
B.电容器C被烧断
C.电容器C被击穿而短路
D.镇流器自感系数L太大
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　日光灯的工作原理是，当电压加到启动器两端时，启动器内部的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到灯管两端，使灯管内的汞电离导通，灯管发光。只有电容器C被击穿而短路的情况不能使启动器突然断开，故在灯管两端无瞬间高压过程，无法使灯管灯丝之间的汞蒸气导电，而仅仅是灯管两端导线通过短路的电容器处在导电状态，所以出现灯管两端亮而中间不亮的情形，故A、B、D错误，C正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[能力提升练]
8.在如图的电路中，L是自感线圈，A是灯泡。下列关于这个电路及现象的分析正确的是(　　)
D
A.合上开关S，A逐渐变亮
B.合上开关S，A立即变亮，且亮度一定保持不变
C.若断开S瞬间，A闪亮一下后熄灭，表明断开S瞬间，电源提供给A的功率瞬间增大
D.合上S瞬间，电源的电功率大于灯泡A和线圈L的热功率之和
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　合上开关S，A立即变亮，由于线圈的自感现象，线圈中的阻碍作用逐渐减小，相当于并联部分电阻逐渐减小，干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，灯泡逐渐变暗，A、B错误；断开S瞬间，电源中电流立即消失，线圈中产生一个阻碍线圈中电流减小的感应电流，若A闪亮一下后熄灭，说明开关断开前线圈中的电流大于A中电流，C错误；合上S瞬间，由于线圈将一部分电场能转化为磁场能储存起来，且电源内阻也消耗电功率，所以电源的电功率大于灯泡A和线圈L的热功率之和，D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9.(2025·宜昌市高二期末)(多选)如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是(　　)
BC
A.图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度
B.图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭
C.图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯不发光，B灯发光
D.图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零
13
解析　图甲中，闭合开关S时，L是自感系数很大的自感线圈，对电流的阻碍能力较强，所以灯泡A逐渐变亮，B立即变亮，故A错误；图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，由于线圈的电阻可忽略，可知开关断开前，灯泡A、B、自感线圈的电流相等，则开关断开时，自感线圈与灯泡A、B组成回路，回路中的电流逐渐减小，灯泡A、B逐渐变暗，最后同时熄灭，故B正确；图乙中，闭合开关S足够长时间后，自感线圈相当于短路，灯泡A不发光，电容器充电完成，灯泡B发光，故C正确；图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，电容器和灯泡B形成回路并开始放电，放电形成的电流与原本通过灯泡B的电流方向相同，电流的大小逐渐减小最后变为零，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10.如图所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，D为理想二极管，R为电阻，L1、L2和L3是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是(　　)
D
A.闭合S瞬间，三个灯泡立即亮
B.闭合S瞬间，L1灯泡比L2灯泡先亮
C.断开S瞬间，L2灯泡闪亮后慢慢熄灭
D.断开S瞬间，L1灯泡闪亮后慢慢熄灭
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　闭合S瞬间，L1、L2两灯泡立即亮，由于线圈的自感作用，从而使L3灯泡慢慢变亮，故A、B错误；断开S瞬间，线圈产生自感电动势，于是线圈、L3与L1形成一个闭合电路，由于稳定时L3比L1亮(L3所在的支路的总电阻比L1所在的支路的总电阻小)，所以L1灯泡将闪亮一下再慢慢熄灭，而二极管具有单向导电性能，所以L2灯泡立即熄灭，故C错误，D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11.(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图像。下列图像可能正确的是(　　)
AD
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　L为一个自感系数很大、直流电阻小于电阻R的阻值的线圈，电感阻碍电流变化，当开关闭合后，电感的阻碍逐渐减小，即流过电感的电流增大，所以IL增大，最后稳定时电感相当于电阻，IL为恒定，当开关断开后，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流仍沿着原来方向，不过大小在减小，B错误，A正确；当开关闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、有直流电阻的线圈，导致通过电阻的电流刚开始较大，当电感的阻碍逐渐减小，即流过电感的电流增大，所以IR减小，最后稳定，由于自感线圈L直流电阻值小于灯泡R的阻值，通过线圈L的电流大于通过灯泡R的电流，当断开开关，原来通过R的电流立即消失，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与规定图示流过电阻的方向相反，减小最后为0，C错误，D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12.一种延时继电器的示意图如图所示。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，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，而是经过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。
请解释：当开关S断开后，弹簧K为何不会立即将衔铁拉起。
答案　见解析
解析　当开关S断开时，线圈A中的电流消失，穿过线圈B的磁通
量减小，因而在线圈B中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场磁通量的减小，即在开关S断开后一段时间内，铁芯中还有逐渐减弱的磁场，这个磁场对衔铁D依然有力的作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[拓展培优练]
13.(多选)如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。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。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是(　　)
AD
13
A.开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流相等
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，灯D2闪亮一下再熄灭
D.根据题中信息，可以推算出图乙中u1∶u2＝3∶4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，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，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过灯D2的电流改变，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，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，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，
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13