互感和自感现象

当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。

互感现象是一种常见的电磁感应现象，不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间当导体中的电流发生变化时，它周围的磁场就随着变化，并由此产生磁通量的变化，因而在导体中就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，此电动势即自感电动势。

这种现象就叫做自感现象1、单选题1.如图所示电路中，R1、R2是两个阻值相等的定值电阻，L是一个自感系数很大，直流电阻为零的理想线圈，设A、B两点电势分别为φA、φB，下列分析正确的是()A．开关S闭合瞬间φA>φBB．开关S闭合后，电路达到稳定时φA<φBC．当开关S从闭合状态断开瞬间φA>φBD．只要线圈中有电流通过，φA就不可能等于φB2.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．开关K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是()A． L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮然后逐渐变暗B． L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮然后逐渐变暗C． L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D． L1、L2、L3均先变亮然后逐渐变暗3.如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器．当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是()A． S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮B． S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮C． S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮D． S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭4.如图所示，A1、A2为两只相同灯泡，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计．下列说法正确的是()A．闭合开关S后，A1会逐渐变亮B．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同C．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭D．断开S的瞬间，a点的电势比b点低5.如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是()A． S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B． S保持闭合，A板带正电，B板带负电C． S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电6.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，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定7.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U AB随时间t变化的图象中，正确的是()A．B．C．D．8.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是()A．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮B．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮C．断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同9.如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈．关于这个电路的以下说法正确的是()A．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C．开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D．开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过B灯10.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P2立即就亮，P1稍晚一会儿亮；②接通开关时，灯P1立即就亮，P2稍晚一会儿亮；③断开开关时，灯P1立即熄灭，P2稍晚一会儿熄灭；④断开开关时，灯P2立即熄灭，P1稍晚一会儿熄灭．A．①③B．①④C．②③D．②④11.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12.如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是()A． S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭B． S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光C． S断开瞬间，通过P的电流从右向左D． S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反13.在如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是()A．合上开关，A先亮，B逐渐变亮；断开开关，A、B同时熄灭B．合上开关，B先亮，A逐渐变亮；断开开关，A先熄灭，B后熄灭C．合上开关，B先亮，A逐渐变亮；断开开关，A、B同时熄灭D．合上开关，A、B同时亮；断开开关，B先熄灭，A后熄灭四、多选题(共7小题,每小题5.0分,共35分)14.(多选)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原来接通，当开关S 断开时，下面说法正确的是(考虑电源内阻)()A． L1立即变亮B． L2闪亮一下后恢复原来的亮度C． L3变暗一下后恢复原来的亮度D． L3闪亮一下后恢复原来的亮度15.(多选)如图所示，L是自感系数很大、直流电阻可以忽略的线圈，下列说法正确的是()A．若S2断开，当S1闭合时，Q灯逐渐亮起来B．若S1、S2闭合，稳定后P灯熄灭C．若S1、S2闭合，稳定后再断开S1的瞬间，Q灯立即熄灭，P灯亮一下再熄灭D．若S1、S2闭合，稳定后再断开S1的瞬间，P灯和Q灯都亮一下才熄灭16.(多选)在如图所示的电路中，自感线圈的电阻值为0，开关S1原来是闭合的，电路已达到稳定．则下列操作与对应的描述正确的是()A．闭合S2时，流经电阻R2的电流方向为a→bB．断开S1时，流经电阻R2的电流方向为a→bC．先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，有电流流过R2D．电路稳定时，流经R2的电流方向为a→b17.(多选)如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则()A．合上S时，A先亮、B后亮B．合上S时，A、B同时亮C．合上S稳定后，A变亮、B熄灭D．断开S时，A熄灭、B重新亮后再熄灭18.(多选)在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是()A．合上开关S时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左19.(多选)如图所示，两个相同灯泡L1、L2，分别与电阻R和自感线圈L串联，接到内阻不可忽略的电源两端，当闭合开关S到电路稳定后，两灯泡均正常发光．已知自感线圈的自感系数很大．则下列说法正确的是()A．闭合开关S到电路稳定前，灯泡L1逐渐变亮B．闭合开关S到电路稳定前，灯泡L2由亮变暗C．断开开关S的一段时间内，A点电势比B点电势高D．断开开关S的一段时间内，灯泡L2亮一下逐渐熄灭20.(多选)如图所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同，A1、A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是()A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数C．断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数答案解析1.【答案】C【解析】开关闭合瞬间电流由B指向A增大，自感线圈阻碍电流增加，故φA<φB，故A错；电路稳定后，自感线圈相当于导线，φA＝φB，故B、D错；当开关S从闭合状态断开瞬间自感线圈产生感应电流，相当于电源，电流方向由A指向B，故φA>φB，C对．2.【答案】B【解析】当K突然断开时，电感L由于自感，电流继续原方向流动，L、L1和L3构成一闭合回路，L中电流从I1逐渐减少，则通过L1的电流也逐渐减少．通过L3的电流开始时比原来电流大，后逐渐变小．当K突然断开时，电感L相当于电源，由此时二极管处于反向截止状态，故L2立即熄灭．故B正确，A、C、D错误．故选B.3.【答案】B【解析】S刚闭合后，灯泡A与线圈L并联，由于电感阻碍电流增大，所以A灯亮一下，然后逐渐熄灭；B灯与电容器并联，由于电容器充电，所以B灯逐渐变亮．故B正确，A错误．S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，故C、D错误，故选B.4.【答案】D【解析】由于二极管所加的是正向电压，故闭合开关S后，A1会立刻变亮，选项A错误；闭合开关S稳定后，由于线圈L的直流电阻不计，故A1将熄灭、A2变得更亮，选项B错误；断开S的瞬间，由于L中的电流不能流过D，故A2、A1都将熄灭，此时b点电势高于a点，选项C错误，D正确．故选D.5.【答案】A【解析】S闭合瞬间，L中电流增大，产生自感现象，阻碍电流的增大，此时通过L的瞬间电流很小，电源给电容器充电，A板带正电，B板带负电，A正确；S保持闭合，电路中电流稳定，L的电阻为零，电容器两端电压为零，不带电，B错误；S断开瞬间，电路中电流减小，L中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向自上向下，在L和C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C、D错误．6.【答案】D【解析】自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错，D对；自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错．7.【答案】B【解析】开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，电路中电流几乎全部从AB支路通过，但随着电路稳定，AB支路电流逐渐减小，所以电压U AB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D的电流方向与原来相反，并逐渐减小到0，所以本题选B.8.【答案】B【解析】合上开关S接通电路时，A2立即正常发光，线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡A1中电流只能逐渐增大，则A2先亮，A1后亮，线圈L的电阻可以忽略，所以两灯最后一样亮．故A正确，B错误．断开开关S，通过A2的电流立即消失，通过线圈的电流迅速减小，线圈产生自感电动势，线圈与两灯泡构成闭合回路，回路中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向与原来流过灯泡A1的电流方向相同，与原来流过灯泡A2的电流方向相反，两灯泡过一会儿一起熄灭，故C、D错．9.【答案】B【解析】开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，随线圈对电流阻碍的减小，B灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，灯泡亮度稳定．故A错误，B正确；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭．故C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，所以电流自左向右通过A灯，从右向左通过B灯，故D错误．10.【答案】A【解析】甲图中，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯P1稍晚一会儿亮；断开开关时，虽然线圈中产生自感电动势，但由于没有闭合回路，灯P1立即熄灭．乙图中，线圈和灯P2并联，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯P2可以立即就亮，但电流稳定后，灯P2会被短路而熄灭；断开开关时，线圈中产生自感电动势，通过灯P2构成闭合回路放电，故灯P2稍晚一会儿熄灭．故①③正确、②④错误，选A.11.【答案】B【解析】合上开关S接通电路时，两支路电流增加，所以灯泡A2马上亮起来，而在A1支路中线圈L上会产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以使得电灯A1慢慢亮起来，选项B正确；而当断开开关S切断电路时，电路中的电流减小，所以支路A2中的电流立即消失，但是A1支路由于L中的自感电动势阻碍电流的减少，此电流会在A1→L→A2中重新形成回路，所以会使得A1、A2两灯慢慢的一起熄灭．选项C、D错．12.【答案】C【解析】S接通瞬间，L中电流从0开始增大，于是产生自感电动势，阻碍电流的增加．因此Q不会立即正常发光，较P要晚些，所以B项错误．S断开瞬间，因L的自感作用，通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0，通过P的电流方向从右向左，通过Q的电流方向与原来相同，因此，P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭．故C项正确，A、D项错误．13.【答案】C【解析】合上开关S后，B立即亮，由于电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故I B>I A，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，A逐渐变亮；开关S断开后，由于线圈L 产生自感电动势，灯A、B回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选C.14.【答案】AD【解析】开关接通时L1被短路不亮，S断开后L2和L1串联，所以L1立即亮，而L2变暗，故A正确，B错误．开关接通时L1被短路不亮，断开开关S瞬间由于线圈自感产生电动势(相当于电源)与原来的电源串联，所以L3更亮，而后线圈的自感电动势逐渐消失，L3恢复原来亮度，故C错误，D正确．15.【答案】ABC【解析】S2断开、S1闭合时，通过线圈的电流增大，产生自感电动势，阻碍电流的增加，使得通过Q灯的电流逐渐增大，所以Q灯逐渐亮起来，故A正确；S1、S2闭合，稳定后，因线圈的电阻可忽略，则P灯中没有电流，会熄灭，故B正确；稳定后再断开S1的瞬间，原来通过P灯的电流立即消失，通过线圈的电流将要开始减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，这时线圈相当于电源，P、L组成一个回路，所以Q灯立即熄灭，P灯亮一下再熄灭，故C正确，D错误．16.【答案】AC【解析】由于自感线圈的电阻值为0，电路稳定时线圈两端电压为0，即与之并联的电阻R2两端电压为0，流经R2的电流为0，D错；闭合S2时，回路总电阻减小，电流增大，由于L的自感，使a端电势高于b端，流经电阻R2的电流方向为a→b，A正确；而断开S1时，b端电势高于a端，流经电阻R2的电流方向为b→a，B错；先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，回路总电阻增大，电流减小，线圈产生自感电动势，R2两端电压不为0(b高a 低)，有电流流过R2，C正确．17.【答案】BCD【解析】合上S时，电路中立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮，但通过线圈的电流增加，线圈会产生自感电动势，故线圈的电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故开关闭合后，A、B同时亮，但B逐渐熄灭，而A更亮，故A错误，B、C正确；断开S时，A灯立即熄灭，线圈产生自感电动势和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗，故D正确．18.【答案】ABD【解析】当开关S闭合时，灯A2立即发光．通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，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，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同．故A正确；当开关S断开时，由于自感作用，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1、A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向左．故B、D正确，C错误．19.【答案】AB【解析】闭合开关S的瞬间，L2灯立即正常发光，L1灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大L1灯逐渐变亮，故A正确；闭合开关S到电路稳定前，L1灯所在电路上线圈产生自感电动势，电流只能逐渐增大，则总电路中的电流逐渐增大，电源的内电阻消耗的电压逐渐增大，所以路端电压逐渐减小，则灯泡L2逐渐变暗，故B正确；闭合开关，待电路稳定后断开开关，L中产生的自感电动势相当于电源，电流的方向与开关断开前L1的电流方向相同，从右向左流过L2灯；所以A点电势比B点电势低，故C错误；断开开关S的一段时间内，L中产生的自感电动势相当于电源，电流从原来的电流开始减小，所以两个灯泡都是逐渐熄灭，不会闪亮一下，故D错误．20.【答案】AD【解析】开关S闭合瞬间，线圈L产生自感电动势阻碍电流增大，所以此时电流表A1中电流小于电流表A2中电流，A项正确；开关断开时，线圈L与A1、A2和R构成回路，线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，所以A1、A2中电流也逐渐减小，但始终相等，D项正确．。