高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 自感随堂练习题

2.4自感基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．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A灯

2．如图所示的电路中，A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数较大、电阻可以忽略不计的线圈，电源电动势E不变。下列说法正确的是（　　）

A．合上S，电流稳定后A、B亮度相同

B．合上S的瞬间，B先亮，A逐渐变亮

C．电流稳定后断开S的瞬间，A、B均立即熄灭

D．电流稳定后断开S的瞬间，A闪亮后逐渐熄灭，B立即熄灭

3．如图电路中，开关S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，已知RA＞RL．在t1时刻将S断开，那么在开关断开前后一段时间内经过灯泡A的电流随时间变化规律是

A． B．

C． D．

4．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．下列说法正确的是（    ）

A．合上开关 S，a、b同时亮

B．合上开关 S，a先亮、b后亮

C．将原来闭合的开关 S 断开，a、b同时逐渐熄灭

D．将原来闭合的开关 S 断开，b会比原来更亮一下后逐渐熄灭

5．如图所示，开关S闭合且回路中电流达到稳定时，小灯泡A能正常发光，L为自感线圈，则（   ）

A．开关S闭合瞬时，小灯泡立即变亮

B．开关S闭合瞬时，小灯泡将慢慢变亮

C．开关S断开瞬时，小灯泡慢慢熄灭

D．开关S断开瞬时，小灯泡先闪亮一下，再慢慢熄灭

6．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)(　　)

A．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭

B．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变暗

C．S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭

D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭

7．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．下列说法正确的是

A．合上开关S，a、b同时亮

B．合上开关S，a先亮、b后亮

C．将原来闭合的开关S断开，a先熄灭、b后熄灭

D．将原来闭合的开关S断开，b先熄灭、a后熄灭

8．如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是（  ）

A．接通时D1先达最亮，断开时D1后灭

B．接通时D2先达最亮，断开时D2后灭

C．接通时D1先达最亮，断开时D2后灭

D．接通时D2先达最亮，断开时D1后灭

9．如图A1、A2是两个理想电流表，AB和CD两支路直流电阻相同，R是变阻器，L是带铁芯的线圈，下列结论正确的有（    ）

A．闭合S时，A1示数大于A2示数

B．闭合S后（经足够长时间），A1示数等于A2示数

C．断开S时，A1示数大于A2示数

D．断开S后的瞬间，通过R的电流方向与断开S前方向相同

10．如图所示的电路，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；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；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为，则（ ）

A． B． C． D．

11．如图所示，电路中A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L电阻不可忽略，下列说法中正确的是(      )

A．合上开关K接通电路时，A1和A2均立即点亮

B．合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮

C．断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

D．断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1闪亮一下才熄灭

12．磁场具有能量，自感线圈中储存的磁能W与线圈的自感系数L以及线圈中的电流I有关．根据你所学的知识，你认为磁能的表达式可能是 （ ）

A． B． C． D．

13．如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是(　　)

A．b先变亮,然后逐渐变暗

B．c先变亮,然后逐渐变暗

C．a、b、c都逐渐变暗

D．a先变亮,然后逐渐变暗

14．如图所示，灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R，L是带铁芯的理想线圈，电源的内阻不计开关、均闭合且电路达到稳定已知电路中的各种元件均在安全范围之内下列判断中正确的是

A．灯泡A中有电流通过，方向为

B．将断开的瞬间，灯泡A、B同时熄灭

C．将断开的瞬间，通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大

D．将断开，电路达到稳定，灯泡A、B的亮度相同

15．如图所示，E、r为电源的电动势、内阻，R1（与线圈并联）、R2（与电容并联）为定值电阻，线圈L的直流电阻不计，C为电容器。下列说法中正确的是(     )

A．合上开关S的瞬间，R1中无电流

B．合上开关S稳定后，R2中无电流

C．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R1中电流方向向右

D．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R2中电流方向向右

二、填空题（共4题）

16．自感系数与线圈的______、______、______，以及是否有______等因素有关．

17．自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的___________不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈___________激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作___________。

18．互感现象

（1）互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，当一个线圈中的___________变化时，它所产生的___________会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作___________。

（2）应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到___________，如变压器就是利用___________制成的。

（3）危害：互感现象能发生在任何两个___________的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。

19．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，定值电阻R=1.0Ω，A、B间电势差UAB=6.0V，开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10﹣3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。

（1）线圈L的直流电阻RL=___________Ω；（结果保留两位有效数字）

（2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ___________；

（3）断开开关后，通过电灯的电流方向 ___________（填：a→b或b→a）。

（4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 ___________V。

三、综合题（共4题）

20．查阅资料，介绍一下日光灯的启动和工作原理。

21．如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析该现象产生的原因．

22．如下图A所示，电阻R1、电阻R2和长直导线与波动高压电源相连。在长导线的中间有一线圈，其中心与长直导线的距离r=0.1m，线圈的横截直径为0.02m，如图B所示。线圈的两端连接一个电阻R3=90Ω与电容器C，线圈电阻为10Ω，匝数N=。接通高压电源后，在长直导线回路中产生电流I，大小如图C所示，线圈一开始产生感应电流方向从A到B。同时，资料表明线圈各处的磁感应强度大小均可视为，其中。

（1）若在时，电容器的所带电荷量恰好为流过电阻R3的电荷量，且此时电容器恰好饱和，求电容器的电容量；

（2）求流过电阻R3的电荷量；

（3）若规定为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的电流与时间t图像。

23．电子设备中常要用一种没有电感的精密电阻，它是用一根电阻线对折后绕制（双线并绕法）成的线圈，如图所示。为什么这种结构的电阻会没有电感呢？

参考答案

1．A

2．D

3．D

4．C

5．B

6．C

7．B

8．A

9．B

10．D

11．C

12．A

13．D

14．C

15．D

16．大小    形状    匝数    铁芯   

17．变化的磁场    本身    自感电动势   

18．电流    变化的磁场    互感电动势    另一个线圈    互感现象    相互靠近   

19．3.0    闪亮一下再逐渐熄灭    b→a    13.5   

20．

当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电．辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触．电流通过镇流器、启辉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．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，碰撞管内氩气分子，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。

21．

现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．

原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．

22．（1）F；（2）；（3）

23．

双线并绕法中两根线的电流大小相等方向相反，两根线产生的磁场也大小相同，方向相反，相互叠加后抵消。