人教版高中物理选修3-2作业：4-6 互感和自感

6.互感和自感
(在学生用书中分册装订！)
1．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： 自感现象中感应电流的方向遵从楞次定律．当原电流减小时，感应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
2．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
3．一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．下列说法正确的是()
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
解析：本题考查自感和自感电动势的方向，意在考查对自感现象的理解和运用楞次定律解决自感问题的能力．当线圈中的电流不变时，穿过线圈的磁通量没有变化，没有自感电动势，选项A正确；当线圈中的电流反向时，原来的电流产生的磁通量减小，由楞次定律可知，自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍磁通量的减小，故自感电动势的方向与原电流的方向相同，选项B不对；当线圈中的电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍其增大，故自感电动势的方向与原电流的方向相反，所以选项C正确；同理可知选项D不对．答案为A、C.
答案：AC
5.
某线圈通有如图所示的电流，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：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．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．在如图所示的电路中，S闭合、S′断开，A正常发光，S′接通稳定时A不发光．现将S断开、S′闭合后进行实验，观察在S闭合稳定后再断开的现象．对观察结果，下列说法正确的有()
A．在S闭合瞬间A亮一下，稳定时不亮，断开S再亮一下
B．在S闭合瞬间A正常发光，稳定时A亮度变暗，直到S断开时熄灭
C．在S闭合到S断开时A都正常发光
D．在S闭合到S断开时A都不发光
解析：在S闭合时，由于L对变化的电流的阻碍作用，使通过L的电流较小，而通过A的电流则较大，所以在通电瞬间A发光，当通过L的电流增加后通过A的电流减少至不再发光，S断开时L产生对电流的阻碍作用，产生感应电流，故亮一下．答案： A
7．图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是()
①接通开关时，灯A2立即就亮，A1稍晚一会儿亮
②接通开关时，灯A1立即就亮，A2稍晚一会儿亮
③断开开关时，灯A1立即熄灭，A2稍晚一会儿熄灭
④断开开关时，灯A2立即熄灭，A1稍晚一会儿熄灭
A．①③B．①④
C．②③D．②④
解析：接通开关时，A2立即就亮，A1与线圈串联，由于自感电动势的作用，电流逐渐变大，所以A1稍晚一会儿亮，①正确．断开开关时，A1立即熄灭，A2由于和线圈构成回
路，回路中电流逐渐减小，所以稍晚一会儿熄灭，③正确．故选A.
答案： A 8.
如图所示，两个电阻均为R ，电感线圈L 的电阻及电池内阻均可忽略不计，S 原来断开，
电路中电流I 0＝E 2R
，现将S 闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是( )
A ．使电路的电流减小，最后由I 0减小到零
B ．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I 0
C ．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D ．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I 0
解析： S 闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A 错；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大得慢，B 、C 错，
最后达到稳定时，电路中总电流I ＝E R
＝2I 0，故D 正确． 答案： D
9．如图所示，绕在铁芯上的线圈M 与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路，在铁芯的右端，线圈P 与电流表连成闭合电路．下列说法正确的是( )
A ．开关S 闭合后，线圈P 中有感应电流，M 、P 相互排斥
B ．开关S 闭合后，使变阻器滑片向左匀速移动，线圈P 中有感应电流，M 、P 相互排斥
C ．开关S 闭合后，使变阻器滑片向右匀速移动，线圈P 中有感应电流，M 、P 相互排斥
D ．开关S 闭合瞬间，线圈P 中有感应电流，M 、P 相互吸引
解析： 开关S 闭合后，M 线圈中的电流产生的磁场方向由安培定则判知，沿铁芯轴
线向右，由于线圈P中的磁通量不变，故不会产生感应电流，M、P没有排斥作用，也没有吸引作用，故A、D错；当开关S闭合后，滑片向左匀速移动，线圈M中的电流增大，因而穿过线圈P的磁通量增加，产生感应电流，并且由楞次定律知，感应电流的磁场方向与线圈M的磁场方向相反，故M、P两线圈相互排斥，B正确．同理判知C错误．答案： B
10.
右图是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则() A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变长
解析：本题中的装置是利用B线圈的断电自感现象而产生延时释放衔铁的．当闭合S1后，线圈A中有电流流过，产生磁性而吸引衔铁D，由于所用的电源是直流电源，A线圈中的电流将达到稳定值，这时B线圈中没有电流通过．当开关S1断开时，铁芯中的磁场将减弱直至消失，B线圈由于磁通量减少而产生感应电流，从而使铁芯中的磁场仍要存在一段时间，这就是延时的原理．如果开关S2断开，则不会有断电时的感应电流产生，从而没有延时作用．
答案：BC
11．如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是()
A．t1时刻，两环作用力最大
B．t2和t3时刻，两环相互吸引
C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D．t3和t4时刻，两环相互吸引
解析：t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确；t3时刻同理也应相互吸引，故C也错；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用．D错．
答案： B
12.
如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()
解析：当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小．综上所述知选项A、C正确．
答案：AC
13．如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(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，下列各种情况能否切断电源？说明理由．
(1)增加开灯的盏数；
(2)双手分别接触相线和零线；
(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电．
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：双手分别接触火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(2)能。