互感和自感基础巩固— 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

2.4互感和自感基础巩固高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。

实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

下列说法正确的是（）
A．图1中，L1的阻值小于A1的阻值
B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图2中，变阻器R与L2的电阻值不同
D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
2．如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，自感线圈L的直流电阻很小，下列说法中正确的是（）
A．闭合电键S接通电路时，A、B同时亮
B．闭合电键S接通电路时，B先亮，A后亮
C．待电路稳定后，断开电键S切断电路时，A和B都立即熄灭
D．待电路稳定后，断开电键S切断电路时，B先熄灭，A过一会儿才熄灭
3．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E ，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S ，小灯泡发光；再断开开关S ，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽然多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A．电源的内阻较大
B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大
D．线圈的自感系数较大
4．如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，开关S原先接通，L2、L3处于稳定状态．当开关S断开时，下面说法正确的是（电源内阻忽略不计）（）
A．L1闪亮一下后熄灭
B．L2闪亮一下后熄灭
C．L2变暗一下后熄灭
D．L3闪亮一下后恢复原来的亮度
5．如图所示的电路中，a b c
、、为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值不可忽略．则下列说法正确的是（）
A．合上开关后，a b c
、、三盏灯同时亮起来
B．合上开关后，c灯先亮起来，a b
、两盏灯后亮起来
C．断开开关后，a b c
、、三盏灯逐渐熄灭
D．断开开关后，a灯先熄灭，接着b c
、两盏灯逐渐熄灭
6．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的两只灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下面说法中正确的是()
A．合上开关S接通电路时，A1和A2同时亮
B．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮
C．断开开关S切断电路时，A2先灭，A1后灭
D．断开开关S切断电路时，A1先灭，A1后灭
7．如图所示，甲、乙两个电路中的电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不可忽略，闭合开关S，待电
路达到稳定后，灯泡均能发光，现将开关S断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况不可能
．．．是（）
A．甲电路中灯泡将渐渐变暗
B．乙电路中灯泡将渐渐变暗
C．甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
D．乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
8．下面物理量及其对应的国际单位制单位符号，正确的是
A．电动势，F B．电容，Wb
C．磁通量，T D．自感系数，H
9．如图所示，A、B是两个规格相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相等，按照图示连接好电路。

则（）
A．开关S闭合，A灯先亮，最后两者一样亮
B．开关S闭合，B灯先亮，最后两者一样亮
C．开关S闭合一段时间后断开，A灯先突然变暗再逐渐熄灭
D．开关S闭合一段时间后断开，A灯先闪亮一下再逐渐熄灭
10．.如图所示,A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则( ).
①电键S闭合的瞬间,A、B同时发光,随后A灯变暗,B灯变亮
①电键S闭合的瞬间,B灯亮,A灯不亮
①断开电键S的瞬间,A、B灯同时熄灭
①断开电键S的瞬间.B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再熄灭
A．①①B．①①C．①①D．①①
11．如图所示的电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计，以下判断正确的是
A．闭合S稳定后，电容器两端电压不为零
B．闭合S稳定后，电容器的a极板将带负电
C．断开S的瞬间，电容器的b极板将带正电
D．断开S的瞬间，电容器的b极板将带负电
12．如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是一带铁芯的线圈．开关S原来闭合，则开关S断开的瞬间()
A ．L 中的电流方向改变，灯泡
B 立即熄灭
B ．L 中的电流方向不变，灯泡B 要过一会儿才熄灭
C ．L 中的电流方向改变，灯泡A 比B 熄灭慢
D ．L 中的电流方向不变，灯泡A 比B 熄灭慢
13．如图所示电路中，灯泡A 、B 的规格相同，电感线圈L 的自感系数足够大且电阻可忽略。

下列关于此电路的说法中正确的是（ ）
A ．S 闭合的瞬间，
B 先亮，A 逐渐变亮，最后A 、B 一样亮
B ．S 闭合的瞬间，A 、B 同时亮，然后A 变暗最后熄灭
C ．S 断开的瞬间，A 立即熄灭，B 逐渐变暗最后熄灭
D ．S 断开的瞬间，A 、B 立即熄灭
14．两个相同的小灯泡1L 、2L 和自感线圈L 、电容器C 、开关S 和直流电源连接成如图所示的电路。

已知自感线圈L 的自感系数较大且直流电阻为零，电容器C 的电容较大，下列判断正确的是（ ）
A ．开关S 闭合的瞬间，1L 、2L 灯泡立即变亮后亮度保持不变
B ．开关S 闭合的瞬间，1L 、2L 灯泡同时亮，后1L 灯泡逐渐变暗但不熄灭，2L 灯泡变得更亮
C ．开关S 闭合待稳定后再断开的瞬间，1L 灯泡突然亮一下，然后熄灭，2L 灯泡逐渐熄灭
D ．去掉电容器C ，开关S 闭合待稳定后再断开的瞬间，1L 和2L 灯泡均逐渐熄灭
15．如图所示，多匝线圈L 的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R ，开关S 原来是断开的，电流02E I R
，现合上开关S 将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，则该电动势（ ）
A ．有阻碍电流的作用，最后电流由I 0减小到零
B ．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I 0
C ．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I 0不变
D ．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I 0
二、填空题（共4题）
16．磁场的能量
（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。

（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。

17．在制造精密电阻时，为了消除在使用过程中由于电流变化而引起的______现象，常采用双线绕法，这是由于_____。

18．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A 、B 两灯规格相同，L 的直流电阻和R 相等，开关接通的瞬间，A 灯的亮度_______（填“大于”“等于”或“小于”）B 灯的亮度；通电一段时间后，A 灯的亮度_____________（填“大于”“等于”或“小于”）B 灯的亮度；断电的瞬间，B 灯_______（填“立即”或“逐渐”）熄灭。

19．要测定一个自感系数很大的线圈L 的直流电阻，实验室提供下列器材。

A ．多用电表一只
B ．电压表1V （量程3V ，内阻约为6k Ω）
C ．电压表2V （量程15V ，内阻约为30k Ω）
D ．滑动变阻器1R （阻值0~10Ω）
E ．滑动变阻器2R （阻值0~1k Ω）
F ．电池E （电动势4V ，内阻很小）
G ．开关1S 、2S ，导线若干
（1）首先用多用电表粗测线圈的电阻，操作步骤如下：
①机械调零后将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“-”插孔，选择欧姆“10 ”挡：
①把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，发现多用电表的指针读数太小；
①为了较准确地进行测量，重新选择恰当的倍率；
①把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，稳定后多用电表表盘示数如图a 所示。

上述步骤中遗漏的重要步骤是___________，此自感线圈的直流电阻约为___________Ω。

（2）根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并在实验中获得尽可能大的电压调节范围，应从图b 中的
A 、
B 、
C 、
D 四个电路中选择___________电路来测量自感线圈的电阻；其中电流表用多用电表代替，多用电表的电流挡有①2.5A 、①10mA 、①50mA 、①250mA ，则应选的电流挡为___________（填序号），滑动变阻器应选___________（填器材符号）。

（3）某学生进行的实验步骤如下：
a ．按电路图连接好实验电路；
b ．合上开关1S 、2S ，移动滑动变阻器的滑片到适当位置，稳定后读出电流表和电压表的读数I 、U ；
c ．重复b 步骤多次；
d ．先断开开关1S ，再断开开关2S ，拆除实验装置，整理好器材；
e ．求出每次U 、I 的比值，并求出它们的平均值即为自感线圈的直流电阻。

请指出上述实验步骤中的错误___________。

三、综合题（共4题）
20．如图所示，L 是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为E =6V ，开关S 已闭合，当S 断开时，在L 中出现的自感电动势E ′=100V ，求此时a 、b 两点间的电势差。

21．李辉用多用表的欧姆挡测量一个演示用可拆变压器原线圈的电阻，以断定它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈暴露出金属导线的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路．正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，说自己被电击了一下．李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两表笔，也没有什么感觉，两位同学隐隐觉得这个现象和线圈有关系．请你分析一下，是什么原因导致断开电表时刘伟被电击?
22．一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气（Ne ）的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。

在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值010ΩR =的细导线绕制、匝数3510N =⨯的圆环形螺线管，细导线的始末两端c 、d 与阻值90ΩR =的电阻连接。

螺线管的横截面是半径21.010m a -=⨯的圆，其中心与长直导线的距离0.1m r =。

气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I ，其I t -图像如图乙所示。

为便于计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为kI B r
=，其中7210T m/A k -=⨯⋅。

（1）求30~6.010s -⨯内通过长直导线横截面的电荷量Q ；
（2）求33.010s -⨯时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量Φ；
（3）若规定c R d →→为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过电阻R 的R i t -图像；
（4）若规定c R d →→为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R 的R i t -图像。

23．如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R 1＝2.5 Ω，R 2＝7.5 Ω，线圈的直流电阻可以忽略。

闭合开关S 的瞬间，电流表读数I 1＝0.2 A ，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I 2＝0.4 A ，试求电池的电动势和内阻。

参考答案
1．A
2．B
3．C
4．D
5．D
6．B
7．C
8．D
9．C
10．A
11．D
12．D
13．B
14．C
15．D
16．磁场 磁场 磁场 电流变化 17．自感 平行导线上电流反向，因而磁场相抵消 18．大于 等于 立即
19．每次使用欧姆表和换挡后都要进行欧姆调零 22 D ① 1R 步骤d 中应该先断开2S ，再断开1S
20．-106V
21．线圈在与表笔断开瞬间产生了感应电动势 22．（1）0.5C Q =；（2）8Φ 6.2810Wb -=⨯；（3）见解析；（4）见解析 23．3 V ，5 Ω。