高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感习题

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．下面字母能表示自感系数单位的是（　　）

A．J B．H C．Wb D．L

2．在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是(　　)

A．日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压

B．日光灯正常工作时，起降压限流的作用

C．起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)

D．以上说法均不正确

3．如图所示，灯泡与自感线圈并联，灯泡的电阻为R1，线圈的直流电阻为R2，且R1>R2，S闭合稳定时通过灯泡和线圈的电流分别为i1和i2，当K断开时，则流过灯泡的电流方向和灯的亮暗情况是（　　）

A．当断开K瞬间，灯突然亮一下然后才逐渐熄灭

B．当断开K瞬间，灯既不突然变亮，也不突然变暗，只是逐渐熄灭

C．当K断开时，流过灯泡的电流方向仍为从左向右

D．当K断开时，流过灯泡的电流方向变为从右向左

4．下面关于自感的说法正确的是（　　）

A．自感电动势总是阻碍电路中原来电流的增加

B．自感电动势总是阻碍电路中原来电流的变化

C．同一电感线圈中的电流越大，自感电动势越大

D．同一电感线圈中的电流变化越大，自感电动势越大

5．下列关于自感现象的说法中，不正确的是(　　)

A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象

B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反

C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关

D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

6．如图所示，为电阻很小的线圈，和为内阻不计、零刻度线在表盘中央的电流计。当开关处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当开关S断开时，将出现（　　）

A．和的指针都立即回到零点

B．的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点

C．的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点

D．的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而的指针缓慢地回到零点

7．如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计．当电键S闭合时，两表的指针都偏向右方．当S断开时，将出现

A．G1和G2的指针都立刻回到零点

B．G1和G2的指针都缓慢地回到零点

C．G1的指针先立刻偏向左方，然后缓慢地回到零点， G2的指针缓慢地回到零点

D．G1的指针缓慢地回到零点；G2的指针先立刻偏向左方，然后缓慢地回到零点

8．某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（　　）

A．不可行，因为电源是直流电

B．不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化

C．可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好

D．可行，且M、N做成针状时，点火效果更好

9．如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是（　　）

A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮

B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭

C．L1中的电流始终从a到b

D．L2中的电流始终从c到d

10．如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大，C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（　　）

A．S闭合时，P、Q两灯都是先亮后逐渐熄灭

B．S闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮

C．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭

D．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭

11．如图所示，线圈L与小灯泡A并联后接到电源上.先闭合开关S，稳定后，断开开关S，发现小灯泡闪亮一下再熄灭.则下列说法中正确的是

A．小灯泡A与线圈L的电阻值相同

B．闭合开关S,电路稳定后，小灯泡A中的电流大于线圈L中的电流

C．断开开关前后，通过小灯泡A中的电流方向不变

D．断开开关前后，通过线圈L的电流方向不变

12．关于自感现象，下列说法正确的是(   )

A．感应电流一定和原电流方向相反

B．线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大

C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大

D．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大

13．如图所示的电路图中，电阻R和电感L的值都很大，电感器的电阻不计，L1、L2两只完全相同的电灯，当电键S闭合时，下列所述情况正确的是

A．L1比L2先亮，而后L1熄灭

B．L2比L1先亮，而后L2熄灭

C．L1、L2一起亮，而后L1熄灭

D．L1、L2一起亮，而后L2熄灭

14．下列是电压的单位的是

A．kg•m/（C•s2） B．kg•m2/（A•s2） C．H•C/s2 D．J/C2

15．目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，如图所示。工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是（　　）

A．汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减少 B．汽车离开线圈B时，回路电流将减少

C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高

二、填空题（共4题）

16．如图所示电路中，P、Q两灯相同，带铁芯的线圈L与Q灯串联，S接通瞬间，P ______ 变亮，Q ______ 变亮填“立即”或者“逐渐”

17．在电磁感应现象中，电路中产生的感应电动势大小与_________成正比．最早发现电磁感应现象的科学家是_______．电路中电流的变化它会自身激发电磁感应现象，这种现象叫_______现象．

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

三、实验题

19．某同学为了探究老师课上讲的自感现象，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1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．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象．

（1）你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是_____

A．线圈电阻偏大

B．小灯泡电阻偏大

C．电源的内阻偏大

D．线圈的自感系数偏大

（2）t1时刻断开开关，断开开关前后流经小灯泡的电流i随时间t变化的图象是图2中的_____．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的“辫子”瞬间脱离电网线，这时可观察到有电火花闪现。请说一说电火花产生的原因。

21．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？

22．共享单车已经走进人们的日常生活，由于受季节变化、天气状况等因素的影响，有些零件容易损坏。如图是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中A是通高频交流电的线圈，B是自行车的零件。a是待焊接的接口，接口两端接触，当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来。试回答：

（1）为什么在其他条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快？

（2）为什么焊接过程中，接口a处已熔化而零件的其他部分并不是很热？

23．图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。

(1)请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？

(2)如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．B

5．B

6．D

7．D

8．D

9．A

10．D

11．D

12．D

13．D

14．C

15．D

16．     立即     逐渐

17．     穿过这一电路的磁通量的变化率     法拉第     自感

18．     大小     形状     匝数     铁芯

19．     A     D

20．由于自感现象产生很大的感应电动势，从而产生电火花。

21．（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。

22．

（1）高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在待焊接的金属工件中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，电流变化的频率越高，磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，接口处产生的热量越多，温度升高得越快，焊接越快。

（2）接口处横截面积小，电阻大，电流相同时，接口处热功率大，相同时间内温度升高得多，其他部分并不是很热。

23．(1)因为线圈B中产生了电磁感应现象，从而产生延时作用；(2)线圈不闭合，则不会产生延时效果。