教科版 (2019)选择性必修 第二册4 自感课后练习题

2.4自感同步练习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．如图所示的电路中，AB是相同的两小灯，L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计，调节R，电路稳定时两灯都正常发光，在在开关合上和断开时(        )

A．两灯同时点亮、同时熄灭

B．合上S时，B比A先到达正常发光状态

C．断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭

D．断开S时，通过B灯的电流方向与原电流方向相同

2．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（　　）

A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光

B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗

C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光

D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗

3．如图所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，电路可能出现的情况是（　　）

A．A、B一起亮，然后A熄灭 B．A、B一起亮，然后B熄灭

C．B比A先亮，然后B熄灭 D．A比B先亮，然后A熄灭

4．如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L1、L2先后亮暗的顺序是（　　）

A．接通时，L2先达最亮；断开时，L2先暗

B．接通时，L1先达最亮；断开时，L1后暗

C．接通时，L2先达最亮；断开时，L2后暗

D．接通时，L1先达最亮；断开时，L1先暗

5．图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关和电池E构成闭合回路，开关S1和S2开始都处在断开状态．设在t=0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是

A．

B．

C．

D．

6．自感电动势是在自感现象中产生的感应电动势，它的大小由导体本身（自感系数L）及通过导体的电流改变快慢程度共同决定，若用国际单位制中的基本单位表示自感系数L的单位H，正确的是（　　）

A．kg·m2·A-2·s-2 B．kg·m2·A-2·s-3

C．kg·m·A-2·s-2 D．m2·kg·s-3·A-1

7．带铁心的电感线圈，电阻与电阻器R的阻值相同，将它们组成如图所示电路，则下列说法中正确的是（ ）

A．闭合S的瞬时，电流表A1的示数小于A2，偏转方向与A2相同

B．闭合S的瞬时，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相反

C．断开S的瞬时，电流表A1的示数大于A2，偏转方向与A2相反

D．断开S的瞬时，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相同

8． 如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时（     ）

A．A灯中无电流通过，不可能变亮

B．A灯中有电流通过，方向由a到b

C．B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势

D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势

9．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则（　　）

A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭

B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭

C．电路接通稳定后，S断开时，C中电流方向不变

D．电路接通稳定后，S断开时，B灯立即熄灭

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

A．S闭合，亮度不变，亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；

B．S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，亮度逐渐变亮；

C．S断开，、均亮一下才熄灭

D．S断开，、均立即熄灭

11．如图电路中，L为自感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则下列说法错误的是（ ）

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时，A变亮，B逐渐熄灭

D．断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭

12．如图所示，L是线圈，D1、D2是发光二极管(电流从“＋”极流入才发光)．闭合S，稳定时灯泡L正常发光，然后断开S瞬间，D2亮了一下后熄灭．则(　　)

A．图是用来研究涡流现象的实验电路

B．开关S闭合瞬间，灯泡L立即亮起来

C．开关S断开瞬间，P点电势比Q点电势高

D．干电池的左端为电源的正极

13．下列物理量的单位，用国际单位制基本单位表示正确的是（　　）

A．冲量Ns B．磁通量 C．电场强度N/C D．自感系数

14．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻可以忽略不计，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（       ）

A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变

B．闭合开关S后，灯泡B亮度一直保持不变

C．再断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到熄灭

D．再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭

15．图中L是绕在铁心上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路．线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时电流为正．电键K1和K2都处于断开状态．设在t=0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通电键K2，则能较正确在表示L中的电流I随时间t的变化的图线是（   ）

A．

B．

C．

D．

二、填空题（共4题）

16．判断下列说法的正误．

（1）两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．(    )

（2）自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．(    )

（3）线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．(    )

（4）线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．(    )

17．自感系数

（1）自感电动势：，其中是___________；L是___________，简称自感或电感。单位：___________，符号：___________。

（2）自感系数与线圈的___________、___________、___________，以及是否有___________等因素有关。

18．一个线圈，接通电路时，通过它的电流变化率为10A/s，产生的自感电动势为2.0V；切断电路时，电流变化率为5.0×103A/s，产生的自感电动势是________V，这线圈的自感系数是________H。

19．某同学在“研究互感和自感现象”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A、变阻器R和开关S连接到干电池上，灵敏电流计甲与高阻值电阻R0串联在另一支路中；线圈B的两端接到另一个灵敏电流计乙上，两个灵敏电流计相同，零刻度居中．闭合开关S后，保持滑动变阻器R的滑片P不动，稳定后甲、乙两个灵敏电流计指针的位置如图所示．

⑴当滑片P快速地向a端滑动时，乙表指针的偏转方向是______．（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）

⑵闭合开关S，待电路稳定后再迅速断开S，甲表的偏转情况是_______，乙表的偏转情况是______．(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)

三、综合题（共4题）

20．按照图连接电路．

（1）开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？

（2）利用已学知识解释该现象。

21．如图所示，线圈L的自感系数很大，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．

（1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？

（2）在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？

22．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．

23．法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，如图甲所示线圈A的电路在开关S接触或断开的瞬间线圈B中产生瞬时电流.法拉第发现铁环并不是必需的，拿走铁环，再做这个实验电磁感应现象仍然发生.只是线圈B中的电流弱些，如图乙所示．

思考：

（1）为什么在开关断开和闭合的瞬间线圈B中有感应电流产生？

（2）开关断开或者闭合以后线圈B中还有电流产生吗?

（3）你能否由此总结出产生感应电流的条件？

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．B

5．A

6．A

7．A

8．D

9．A

10．B

11．A

12．D

13．B

14．D

15．A

16．     错误     错误     错误     正确

17．     电流的变化率     自感系数     亨利     H     大小     形状     圈数     铁芯

18．     1.0×103     0.2

19．     向右偏；        向左偏；        向左偏；

20．

（1）灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．

（2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．

21．

（1）S闭合时，流过灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，流过灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．

（2）在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是：灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的直流电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈直流电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会缓慢变暗直至熄灭．

22．

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．

23．

（1）开关断开和闭合时，A电路中电流发生变化，从而使A线圈产生的磁场发生变化，穿过B线圈的磁通量发生变化，从而使B中产生感应电流．

（2）当开关断开或闭合后，A电路稳定，周围的磁场不发生变化穿过B线圈的磁通量不变化，B线圈中无感应电流产生.

（3）产生感应电流需两个条件：①闭合电路；②磁通量发生变化.

答案：（1）开关断开和闭合时，A电路中电流发生变化，从而使A线圈产生的磁场发生变化，穿过B线圈的磁通量发生变化，从而使B中产生感应电流．

（2）当开关断开或闭合后，A电路稳定，周围的磁场不发生变化穿过B线圈的磁通量不变化，B线圈中无感应电流产生.

（3）产生感应电流需两个条件：①闭合电路；②磁通量发生变化