人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感测试题

2.4互感和自感专题复习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．某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　）

A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零

B．乙图中的曲线表示电流传感器A2测得的数据

C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭

D．时刻小灯泡与线圈的电阻相等

2．三只完全相同的灯泡L1、L2、L3，电阻可忽略的电感L和理想二极管D按如图所示接入电路中。闭合开关S，让三只灯泡都正常发光，接着突然断开开关S，下列判断最有可能的是（　　）

A．L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐熄灭

B．L1逐渐熄灭，L2、L3均先变亮，然后逐渐熄灭

C．L2、L3立即熄灭，L1逐渐熄灭

D．L2立即熄灭，L1、L3逐渐熄灭

3．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

4．如图所示，一毛同学用多用电表的欧姆挡测量一个线圈的电阻，以判断它是否断路．为方便测量，同桌的二毛同学用双手分别握住线圈裸露的两端，一毛用两表笔与线圈两端接触，读出阻值，再将表笔与线圈断开．在测量的过程中，二毛在某瞬间感到有强烈的电击感，对此现象，下列说法正确的是（       ）

A．线圈没有断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感

B．线圈没有断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感

C．线圈一定断路，在表笔与线圈断开瞬间，二毛有电击感

D．线圈一定断路，在表笔与线圈接触瞬间，二毛有电击感

5．如图所示的电路中,AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成,流过的电流为I1,CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，流过的电流为I2,已知AB支路稳定时电阻较小,CD支路电阻较大,若只考虑电流大小,则(   )

A．接通S的瞬间Il<I2断开S后I1>I2 B．接通S的瞬间I1<I2,断开S后I1=I2

C．接通S的瞬间I1=I2,断开S后Il<I2 D．接通S的瞬间I1>I2,断开S后I1=I2

6．小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路。小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电路中，如图乙所示。下列说法正确的是（       ）

A．图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈L中的电流

B．图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭

C．图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学

D．图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流

7．如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）

A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，a灯逐渐亮

B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮

C．开关S断开时，a灯立即熄灭，b、c灯逐渐熄灭

D．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭

8．无线充电设备给手机充电的情景图如图所示，无线充电利用的原理主要是（　　）

A．互感 B．自感 C．电流的热效应 D．电流的化学效应

9．如图所示，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、电阻可不计的线圈，、是规格相同的灯泡，D是理想二极管。则（　　）

A．闭合开关S，逐渐变亮，然后亮度不变

B．闭合开关S，逐渐变亮，逐渐变暗

C．断开开关S，逐渐变暗至熄灭，变亮后再熄灭

D．断开开关S，变亮后再熄灭，一直不亮

10．如图电路中，电灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是

A．在S闭合瞬间，A、B同时发光，接着A熄灭，B更亮

B．在S闭合瞬间，A不亮，B立即亮

C．在电路稳定后再断开S的瞬间，通过A灯电流方向为a→b

D．在电路稳定后再断开S的瞬间，B闪烁一下然后逐渐熄灭

11．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逐渐变亮

B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭

C．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

D．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

12．如图所示的电路中，和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，和同时亮

B．合上开关S接通电路时，先亮，后亮

C．断开开关S切断电路时，先灭，后灭

D．断开开关S切断电路时，先灭，后灭

13．如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S闭合，下面说法正确的是(   )

A．B、C灯同时亮，A灯后亮

B．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮

C．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化

D．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭

14．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后亮；断开开关，a、b同时熄灭

B．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭

C．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭

D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭

15．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，定值电阻，AB间电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在某时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图（乙）所示。则（　　）

A．线圈L的直流电阻

B．断开开关后通过电灯的电流方向向右

C．断开开关瞬间能够观察到电灯闪亮一下再熄灭

D．在时刻线圈L中的感应电动势的大小约为2.4V

二、填空题（共4题）

16．如图所示的电路。带铁芯的线圈L和小灯泡A串联接到电源E上。当开关S闭合时，小灯泡将______（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；当开关断开时，小灯泡将_____（选填“逐渐”或“立刻”）熄灭。

17．李辉同学想用如所示电路测量某电感线圈的直流电阻（估计约2Ω），电源电压、电流表电压表量程都合适，电压表内阻远大于2Ω，电流表外接没问题，滑动变阻器阻值也合适。但在进行测量之前，同组的刘伟同学对电路分析后认为测量完成后直接断开开关会有问题，请你也帮李辉分析一下问题所在并给出改进方案。

存在问题：___________

改进方案：___________

18．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A、B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度_______（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度_____________（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间，B灯_______（填“立即”或“逐渐”）熄灭。

19．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

（1）图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流___________（填“大于”、“小于”或“等于”）中电流。

（2）图2中，变阻器接入电路的阻值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）的电阻值。

（3）图2中，闭合S2瞬间，中电流___________（填“大于”、“小于”或“等于”）变阻器中电流。断开S2瞬间，灯A2___________（填“会”或“不会”）闪亮。

三、综合题（共4题）

20．自感电动势的大小与哪些因素有关？自感系数与哪些因素有关？

21．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？

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．在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。

（1）当闭合开关S时，和两个灯泡的亮度将如何变化？

（2）当断开开关S时，和两个灯泡的亮度又将如何变化？

参考答案：

1．D

2．D

3．A

4．A

5．B

6．C

7．A

8．A

9．C

10．A

11．D

12．B

13．D

14．B

15．D

16．     逐渐     立刻

17．    

若先断开开关，由于线圈的自感作用，线圈与电压表组成回路，原先线圈中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电压表损坏。

在断开关前，先拆去电压表，或者把滑动变阻器的阻值调到最大，让通过线圈的电流变小。

18．     大于     等于     立即

19．     小于     等于     小于     不会

20．

根据公式

E＝L

可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关。自感系数与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关。

21．

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。

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

23．（1）S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，此时线圈相当于断路，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不计，则以后L1熄灭，L2变亮。

（2）S断开瞬时，L2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以L1亮一下再慢慢熄灭。