高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感测试题

2.4互感和自感同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．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

2．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（　　）

A．先拆除电流表 B．先断开S1

C．先拆除哪个器件都可以 D．先断开S2

3．如图所示，电感线圈L的直流电阻，小灯泡A的电阻R＝6.0Ω，闭合开关S，待电路稳定后再断开开关，则在断开开关S的瞬间，小灯泡A   (        )

A．不熄灭 B．立即熄灭 C．逐渐熄灭 D．闪亮一下再逐渐熄灭

4．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕法，如图所示，其道理是（　　）

A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消

C．因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量的变化

D．以上说法均不对

5．如图，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K，稳定后突然断开K，则下列说法正确的是（     ）

A．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同

B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同

D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

6．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（　　）

A．断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭

B．断开开关，b立即熄灭、a逐渐熄灭

C．合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮

D．合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些

7．如图所示，电源电动势为E，其内阻不可忽略，、是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C，合上开关S，电路稳定后（　　）

A．电容器的带电量为CE

B．灯泡、的亮度相同

C．在断开S的瞬间，通过灯泡、的电流方向向右

D．在断开S的瞬间，灯泡立即熄灭

8．如图所示的电路中，开关S闭合电路达到稳定状态时，流过灯泡A的电流为，流过线圈L的电流为，且．在t1时刻将开关S断开，那么流过灯泡A的电流随时间的变化图像是（ ）

A． B． C． D．

9．如图所示灯LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则（　　）

A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭

B．S闭合瞬间，LA不亮，LB立即亮

C．S闭合瞬间，LA、LB都不立即亮

D．稳定后再断开S的瞬间，LB熄灭，LA比LB(原先亮度)更亮

10．如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为，且（为灯泡A的电阻），则（　　）

A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光

B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮

C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭

D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭

11．如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则

A．电路接通稳定后，3个灯亮度相同

B．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭

C．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭

D．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭

12．如图所示电路中，A、B、C为三盏相同的灯泡，a、b为电感线圈L的左右两端，开关S闭合稳定后，三盏灯泡亮度相同。则从开关S断开到灯泡熄灭的过程中（　　）

A．a端电势高于b端，A灯闪亮后缓慢熄灭

B．a端电势低于b端，B灯闪亮后缓慢熄灭

C．a端电势高于b端，A灯不会闪亮只是缓慢熄灭

D．a端电势低于b端，B灯不会闪亮只是缓慢熄灭

13．如图所示，两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成电路（线圈L的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S，待电路稳定后两灯均正常发光。下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关瞬间，通过a灯和b灯的电流相等

B．闭合开关后，a、b灯逐渐变亮

C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流方向不变

D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b灯逐渐变暗

14．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是

A．合上开关后，c先亮，a、b后亮

B．断开开关时，N点电势高于M点

C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭

D．断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭

15．如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连．当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　　)

A．自感 B．静电感应

C．互感 D．直接导电

二、填空题（共4题）

16．如图所示是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，起初，开关处于闭合状态，电路是接通的，现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a、b两点电势相比，_______（填“＞”或“＜”)。

17．如图所示，L是一个带铁芯的电感线圈，R为纯电阻，两条支路的直流电阻相等．A1和A2是完全相同的两个双偏电流表，当电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏，反之向左偏．在开关K合上到电路稳定前，电流表A1的偏角________电流表A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏；电路稳定后，再断开开关K，在断开K后的短时间内，A1的偏角________ A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏．（选填“左”、“右”、“大于”、“等于”或“小于”）

18．如图所示，电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，当S闭合后A灯的亮度变化情况是_________，S闭合足够长时间后再断开，B灯__________．

19．为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL，实验室提供以下器材：

（A）待测线圈L（阻值约为2Ω，额定电流3A）

（B）电流表A1（量程0.6A，内阻r1=1Ω）

（C）电流表A2（量程3.0A，内阻r2约为0.2Ω）

（D）滑动变阻器R1（0～10Ω）

（E）滑动变阻器R2（0～1kΩ）

（F）定值电阻R3=10Ω

（G）定值电阻R4=100Ω

（H）电源（电动势E约为9V，内阻很小）

（I）单刀单掷开关两只S1、S2，导线若干．

要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组A1表和A2表的读数I1、I2，然后利用给出的I2-I1图象（如乙图所示），求出线圈的电阻RL的准确值．

①实验中定值电阻应选用______，滑动变阻器应选用________．（填写器材前面的序号，如：A、B、C等，直接写器材名称或符号均不得分）

②请你画完图甲方框中的实验电路图_____________．

③实验结束时应先断开开关_______.

④由I2-I1图象，求得线圈的直流电阻RL=_______Ω.

三、综合题（共4题）

20．如图所示是一种触电保护器，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，下列情况下能使保护器切断电源起保护作用的是哪一种？说明理由。

(1)增加开灯的盏数；

(2)当有人双手分别接触相线（火线）和零线触电时；

(3)当有人单手接触相线（火线），脚与地相接触而触电时。

21．类比是研究问题的常用方法。

（1）情境1：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程（①式）描述，其中m为物体质量，G为其重力。求物体下落的最大速率。

（2）情境2：如图1所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式，写出电流I随时间t变化的方程；并在图2中定性画出I - t图线。

（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成下表。

22．如图所示，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＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s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)求出线圈L的电阻RL；

(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？

(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？

23．按照图连接电路。

（1）先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察并说明开关断开时灯泡的亮度。

（2）利用已学知识解释该现象。

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．C

5．B

6．D

7．C

8．C

9．A

10．A

11．C

12．D

13．D

14．B

15．C

16．＜

17．     小于     右     右     等于     右     左

18．     先亮后逐渐熄灭     逐渐熄灭

19．     (1)F , D     （2）如图所示;

      (3)S2     (4)2.2Ω.

20．第(3)种，

(1)不能。因A处线圈采用的是双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A处两线中电流始终大小相等方向相反，线圈中磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零，不发生改变。B中没有感应电流，故不能推动继电器J切断电源。

(2)不能，理由同(1)，因为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处相线与零线的电流不同，从而使B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动继电器J切断电源。

21．（1）；（2）a.，b.；（3）各种能量转化的规律如图所示

22．(1)2.0 Ω          (2)电灯中的电流方向自右向左       (3)3.0 V

23．（1）灯泡逐渐熄灭；

（2）开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡不是马上熄灭，而是慢慢熄灭．