高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感当堂检测题

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．国际单位制中的“H（亨利）”是以下哪个物理量的单位（　　）

A．磁感应强度 B．磁通量 C．电容 D．电感

2．法拉第在研究电磁感应现象时，将两个线圈绕在同一个铁环上，简化电路如图所示，下列关于法拉第研究过程的说法正确的是

A．闭合开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流

B．闭合开关S以后，右侧线圈中产生稳定的感应电流

C．断开开关S的瞬间，右侧线圈中产生感应电流

D．断开开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流

3．如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，其自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合且电路稳定后两灯都正常发光，则（　　）

A．闭合S，两灯同时正常发光 B．闭合S，A比B先达到稳定发光状态

C．断开S，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭 D．断开S，A灯和B灯逐渐熄灭

4．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．当K突然断开时，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断开前相反

5．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是

A．闭合开关S，A、B灯同时亮

B．闭合开关S，A灯比B灯先亮

C．A、B灯最后一样亮

D．断开开关S，A灯慢慢熄灭，B灯闪亮一下再慢慢熄灭

6．如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S。重新闭合电键S，则（　　）

A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮

B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮

C．稳定后，L和R两端电势差一定不相同

D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同

7．在如图所示的电路中，E为电源，S为开关，三盏灯泡M、N、P完全相同，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，C是电容很大的电容器。则下列说法正确的是（       ）

A．S闭合瞬间，三盏灯泡同时亮

B．S闭合瞬间，M亮，N、P均不亮

C．S闭合足够长时间后，M、N一样亮，而P会变暗

D．S闭合一段时间后再断开，M、N一起缓慢熄灭，P立即熄灭

8．如图是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL<R，现将开关S闭合待电流稳定后再断开开关，则断开S后（　　）

A．灯泡无闪亮现象立即熄灭

B．灯泡无闪亮现象逐渐熄灭

C．灯泡先闪亮再逐渐熄灭

D．以上均可能

9．在如图所示的电路中，A、B、C是三个阻值恒定的灯泡，其阻值分别为、、，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻为。下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关S，A、B灯逐渐变亮，C灯立即变亮

B．电路接通稳定后，流过B灯的电流是流过C灯电流的

C．电路接通稳定后，断开开关S，A、B、C灯都是逐渐熄灭

D．电路接通稳定后，断开开关S，A灯闪亮一下后逐渐熄灭，B、C灯立即熄灭

10．如图所示，a、b、c 为三只完全相同的灯泡，L为电阻不计的纯电感，电源内阻不计。下列判断正确的是（  ）

A．S 闭合的瞬间，b、c 两灯亮度不同

B．S 闭合足够长时间以后，b、c 两灯亮度相同

C．S 断开的瞬间，a、c 两灯立即熄灭

D．S 断开后，b 灯先突然闪亮以后再逐渐变暗熄灭

11．小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同．则下列说法正确的是(　　)

A．开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮

B．断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯过一会儿后熄灭

C．闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同

D．断开开关的瞬间，m点的电势高于n点的电势

12．如图所示，三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管．下列说法正确的是

A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮

B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮

C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭

D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭

13．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻为RL。当开关S闭合，电路稳定后，断开开关S，发现B灯闪亮一下。则从断开开关S瞬间开始，下列说法正确的是（　　）

A．A灯与B灯同时闪亮一下后逐渐熄灭

B．流过B灯的电流方向发生改变

C．流过A灯的电流方向发生改变

D．无法判断线圈的直流电阻RL和电阻R的大小关系

14．如图所示，L为自感系数较大的理想线圈，它与A灯、电源和开关串联，则下列说法正确的是（　　）

A．断开开关瞬间，A灯突然闪亮一下再熄灭

B．断开开关瞬间，A灯慢慢熄灭

C．闭合开关稳定后，A灯一直不亮

D．闭合开关瞬间，A灯慢慢变亮

15．自感电动势的大小( )

A．跟通过线圈的电流大小成正比

B．跟线圈中的磁通量变化的大小成正比

C．跟线圈中的电流变化大小成正比

D．跟线圈中的电流变化快慢成正比

二、填空题（共4题）

16．自感电动势：E＝L ，其中是______；L是______，简称自感或电感．单位：______，符号：______.

17．如图所示，自感线圈电阻可忽略，闭合开关S电路稳定后，同样规格的两个小灯泡A1、A2都正常发光，然后断开开关．

（1）再次闭合开关时，描述两个灯泡的现象_________       ____________

（2）闭合开关使两个灯泡正常发光后，再断开开关，A2灯泡_____（填“马上”或“延迟”熄灭）流过A2灯泡的电流方向为 _________（填“向左”或“向右”）

18．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：___________

19．小红用如图甲所示的装置探究电磁感应现象，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：

（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是___________（选填选项前的字母）；

A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管

B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管

C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动

D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动

（2）小红又将实验装置改造，如图乙所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，把线圈A放进螺线管B的里面，观察指针摆动情况，下列说法正确的是________ （选填选项前的字母）

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，电流计指针偏转角度越大

C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针向相反的方向偏转

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转

（3）在（2）的研究中，完成实验后未把线圈A、螺线管B和铁芯分开，也未断开开关，在先拆除A线圈时突然被电击了一下，试分析被电击的原因：___________。

三、综合题（共4题）

20．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？

21．如图所示是一种常用的延时继电器示意图，图中的S2是一直闭合的。当开关S1闭合时，衔铁D将被吸下，C线路接通；当S1断开时，D将延迟一段时间才被释放，延时继电器就是这样得名的。试问：

（1）这种继电器的延时功能是物理学中的什么现象；

（2）如果将S2处于断开状态，试分析说明该装置是否还具有延时功能？（图中F为电磁铁，A、B为导线线圈）

22．一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数？如果这个电路中的电流的变化率变为40A/s，自感电动势为多大？

23．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？

参考答案：

1．D

2．C

3．D

4．B

5．C

6．B

7．B

8．C

9．C

10．D

11．C

12．B

13．B

14．D

15．D

16．     电流的变化率     自感系数     亨利     H.

17．     （1）A2立刻亮起来，      A1缓慢亮起来        （2）延迟；      向左；

18．    

[1]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。

[2]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。

19．     AB     ABC     电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势

20．

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。

21．（1）电磁感应现象；

（2）不具有延时功能。因为在S1断开时，线圈A产生的磁场立即减为零，此时线圈B的磁通量虽发生了变化，但S2处于断开状态，线圈B中不会产生感应电流，所以线圈B不会产生磁场，装置不会产生延时效果；

22．2.5H；100V

23．

电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反。本题中电子沿逆时针方向运动，所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。在图中，磁场方向由下向上。根据楞次定律，为使真空室中产生顺时针方向的感生电场，磁场应该由弱变强。也就是说，为使电子加速，电磁铁中的电流应该由小变大。