6.互感和自感练习

第4章第6节
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是()
A．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大
B．线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大
C．若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零
D．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变
解析：自感系数只与线圈本身有关，而与其他因素无关．自感系数是由线圈的本身性质(线圈的长度、面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的．线圈的横截面积越大，线圈越长，单位长度上的匝数越多，它的自感系数就越大，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多．自感系数与通入的电流、电流改变量、电流变化率等无关．故正确答案为D.
答案： D
2．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
解析：根据自感现象的概念判断，选项A正确．由楞次定律知，线圈中自感电动势的方向阻碍原电流的变化，但不是总与原电流的方向相反．故选项B错误．根据法拉第电磁感应定律知，选项C正确．自感系数大小是由线圈的自身因素和有无铁芯决定，选项D 正确．
答案：ACD
3．(2011·皖中三校高二检测)一个线圈中的电流均匀增大，这个线圈的()
A．磁通量均匀增大B．自感系数均匀增大
C．自感系数、自感电动势均匀增大D．自感系数、自感电动势、磁通量都不变解析：电流均匀增大时，线圈中磁感应强度均匀增大，所以磁通量均匀增大，而自感电动势取决于磁通量的变化率，所以自感电动势不变；自感系数取决于线圈本身的因素，也保持不变，只有选项A正确．
答案： A
4．关于自感现象，下列说法正确的是()
A．感应电流一定和原电流方向相反
B ．线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大
C ．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大
D ．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大
解析： 自感现象中感应电动势的方向遵从楞次定律．当原电流减小时，自感电动势和自感电流与原电流方向相同；当原电流增大时，自感电流与原电流方向相反，所以A 错误；
自感电动势的大小E 自＝L ΔI Δt
，所以自感电动势大不一定是由自感系数大引起的，有可能是电流的变化率很大引起的，所以B 错误；线圈自感系数的大小，由线圈本身决定，与线圈
中有无电流以及电流变化的快慢无关，所以C 错误；由E 自＝L ΔI Δt
知，对于同一线圈，自感系数L 确定，当电流变化较快时，线圈中产生的自感电动势也越大，所以D 正确．
答案： D
5.某线圈通有如右图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的
时刻有( )
A ．第1 s 末
B ．第2 s 末
C ．第3 s 末
D ．第4 s 末
解析： 在自感现象中，当原电流减小时自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时自感电动势与原电流方向相反．在图象中0～1 s 时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s 时间内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s 、3～4 s 时间内可得正确答案为B 、D 两项．
答案： BD
6.如右图所示，L 为一纯电感线圈(即电阻为零)，A 是一灯泡，下列说法正确的是( )
A ．开关S 接通瞬间，无电流通过灯泡
B ．开关S 接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡
C ．开关S 断开瞬间，无电流通过灯泡
D ．开关S 接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从a 到b 的电流，
而在开关S 断开瞬间，灯泡中有从b 到a 的电流
解析： 开关S 接通瞬间，灯泡中的电流从a 到b ，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加．开关S 接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过．开关S 断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流从灯泡中形成回路，故灯泡中有从b 到a 的瞬间电流．
答案： B
7．如右图所示电路，L 是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P 从A 端迅速滑向B 端的过程中，经过AB 中点C 时通过线圈的电流为I 1；P 从B 端迅速滑向A 端的过程中，经过C 点时通过线圈的电流为I 2；P 固定在C 点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I 0，则( )
A．I1＝I2＝I0B．I1＞I0＞I2
C．I1＝I2＞I0D．I1＜I0＜I2
解析：当滑动片从A端迅速滑向B端时，总电阻减小，总电流增大，L产生的自感电动势阻碍电流增大，自感电流方向与原电流方向相反，故I1比P稳定在C点的电流I0小；当P从B端迅速滑向A端时，总电流在减小，L产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流方向相同，故I2大于P稳定在C点时的电流I0.故D正确．答案： D
8．(2010·北京高考)在如右图所示的电路中，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的变化的图象是()
解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明R L＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至到达电流为I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I，故C、D错误．答案： B
9.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点“1”，
现把它从“1”扳向“2”，如右图所示．试判断在此过程中，在电阻R
上的电流方向是()
A．先由P→Q，再由Q→P
B．先由Q→P，再由P→Q
C．始终由Q→P
D．始终由P→Q
解析：S从1扳开瞬间，B中磁通量减小，由楞次定律得电流Q→P，接触2的瞬间，B中磁通量增加，产生电流Q→P.故正确答案为C.
答案： C
10.如右图所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i
，流
过灯泡A的电流为i2，且i1＞i2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电
流随时间变化的图象是()
解析：在t1时间内流过灯泡的电流为i2，且方向为从左向右，当断开S时，i2立即消失，但由于自感作用，i1并不立刻消失，而是产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从i1开始逐渐减小，方向自右向左，故D正确．
答案： D
11.如右图所示的电路，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，
在实验完毕后，将电路拆去时应()
A．先断开开关S1B．先断开开关S2
C．先拆去电流表D．先拆去电阻R
解析：当S1、S2闭合稳定时，线圈中的电流由a→b，电压表V右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开S1或先拆去电流表A或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表V上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表V，故应先断开S2.故选B项．
答案： B
二、非选择题
12．如图所示的是一种触电保护器，变压器A处用双股线(火线和零线)平行绕制成线圈，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，下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由．
(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？
(2)人站在绝缘木板上双手分别接触相线和零线，能否切断电源？
(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？
解析：(1)不能．因A处线圈是采用的双绕法，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中磁通量始终为零不发
生改变．B中没有感应电流，故不能推动J切断电源．
(2)不能，理由同(1)．提示：双手分别接触相线和零线相当于将一个电阻并联接入电路．
(3)能．因为有电流通过人体而流入地下，使A中火线与零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．
答案：(1)不能(2)不能(3)能。