高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感随堂练习题

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．自感系数的单位是（　　）

A．F B．Wb C．T D．H

2．如图所示，a、b、c为三个完全相同的灯泡，L为自感线圈（自感系数较大，电阻不计），E为电源，S为开关．闭合开关S，电路稳定后，三个灯泡均能发光．则（       ）

A．断开开关瞬间，c熄灭，稍后a、b同时熄灭

B．断开开关瞬间，流过a的电流方向改变

C．闭合开关，a、b、c同时亮

D．闭合开关，a、b同时先亮，c后亮

3．国际单位制的基本单位有米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉等个。导出单位自感系数用上述基本单位可表示为（　　）

A． B．

C． D．

4．用电阻丝绕制标准电阻时，常在圆柱陶瓷上用双线绕制方法绕制，其主要目的是（　　）

A．制作无自感电阻 B．增加电阻的阻值 C．减少电阻的阻值 D．提高电阻的精度

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时，A、B灯同时亮，且达到正常

B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮

C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后A灯比B灯更亮

D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭

6．如图电路中，A、B是相同的两小灯泡．L是一个带铁芯线圈，电阻可不计．调节R，可使电路稳定时两灯都正常发光，则 (       )

A．合上S时，B立刻变亮，A慢慢变亮

B．断开S时，B比A先到熄灭

C．断开S时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同

D．断开S时，B灯会突然闪亮一下后再熄灭

7．如图所示的电路中，A1和A2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，A1和A2同时亮

B．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮

C．断开开关S切断电路时，A2先灭，A1后灭

D．断开开关S切断电路时，A1先灭，A1后灭

8．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡．线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关S时，A1和A2同时亮

B．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮

C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭

D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左

9．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

10．如图所示，L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，与A灯泡串接一个理想二极管D，则

A．开关S断开瞬间，B灯泡逐渐熄灭，A灯泡立即熄灭

B．开关S断开瞬间，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡立即熄灭

C．开关S闭合瞬间，A、B灯泡同时亮

D．开关S闭合瞬间，A灯泡先亮

11．如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其电阻忽略不计，D1和D2是两个完全相同的灯泡。将电键S闭合，待灯泡亮度稳定后，再将S断开，则下列说法正确的是（   ）

A．S闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样

B．S闭合瞬间，两灯同时亮，之后D1逐渐熄灭，D2变得更亮

C．S断开时，D1、D2均立即熄灭

D．S断开时，两灯都闪亮一下再逐渐熄灭

12．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，A、B为两个完全相同的灯泡，电压表指针居于刻度盘中央，量程为E，可以测量正、反向电压。线圈L的自感系数较大，直流电阻不计，下列说法正确的是（　　）

A．开关闭合后，B逐渐变亮

B．开关闭合，待电路稳定后，B比A更亮

C．断开开关瞬间，a点电势比b点低

D．断开开关瞬间，电压表不会烧坏

13．如图所示，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（     ）

A．开关K合上瞬间，A灯先亮 B灯后亮

B．K合上稳定后，A、B同时亮着

C．K断开瞬间，A、B同时熄灭

D．K断开瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下再熄灭

14．如图，电灯的灯丝电阻为，电池电动势为2V，内阻不计，线圈的自感系数很大先合上电键K，稳定后突然断开K，则下列说法中正确的是

A．若线圈电阻为零，电灯立即变暗再熄灭

B．若线圈电阻为零，电灯会突然亮一下再熄灭

C．若线圈电阻为，电灯会闪亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

D．若线圈电阻为，电灯会立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同

15．如图所示电路中，灯泡、的规格相同，电感线圈的自感系数足够大且电阻可忽略．下列关于此电路的说法中正确的是（       ）

A．闭合后的瞬间，、同时亮，然后变暗最后熄灭

B．闭合后的瞬间，先亮，逐渐变亮，最后、一样亮

C．逐渐变暗最后熄灭

D．断开后的瞬间，立即熄灭，闪亮一下后熄灭

二、填空题（共4题）

16．如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数________于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数________于A2的示数，（填“大”、“小”、“等）”。

17．如图所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来，并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连，在开关______ 填“闭合”或“断开”时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是______ ．

实验探究：电容器对交流电的阻碍作用容抗可能跟哪些因素有关？

（1）如图所示，把电容器C与小灯泡D串联，再与另一完全相同的小灯泡串联，用交流信号发生器作电源交流信号发生器可以输出不同频率、不同电压的正弦交流信号闭合开关S和，可以观察到小灯泡D和（2）保持发生器输出的电压不变而改变信号的频率，观察灯泡亮度的变化；

（3）保持频率、电压不变的条件下，用不同的电容器与小灯泡D串联，观察电容值不同时小灯泡亮度的变化；

观察结果：

①在电容和发生器输出电压不变的情况下，信号频率越大，小灯泡D亮度越______ ；填“亮”或“暗”

②在发生器信号频率和输出电压不变的情况下，电容越大，小灯泡D亮度越______ ；填“亮”或“暗”

③根据以上现象，结论是：______ ；

④在本实验的设计中用了什么实验方法：______ ．

18．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”）

19．要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材：

①待测线圈L，阻值约为2Ω，额定电流为2A

②电流表A1量程为0.6A，内阻为0.2Ω

③电流表A2量程为3A，内阻为0.2Ω

④变阻器R1阻值为1~10Ω，变阻器R2阻值为0~1kΩ

⑤电池E，电动势为9V，内阻很小

⑥定值电阻R3=10Ω，R4=100Ω

⑦开关S1，S2

要求实验时，改变变阻器，可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，利用I1－I2的图像，求出电感线圈的电阻。

(1)实验中定值电阻应选用______，变阻器应选用_________。

(2)请在方框内画上电路图。______

(3)I2—I1对应的函数关系式为_____________。

(4)实验结束时应先断开开关_________________。

(5)由I2—I1图像得出的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为_____________。

三、综合题（共4题）

20．在实际生产中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈。当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所示，哪种（些）方案可行？

21．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？

22．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。

23．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。

参考答案：

1．D

2．A

3．A

4．A

5．D

6．A

7．B

8．B

9．D

10．C

11．B

12．D

13．D

14．B

15．D

16．     大     等

17．     断开     镇流器的自感现象     亮     亮     电容越小，容抗越大；交流电频率越低，容抗越大；     控制变量法

18．     小于     右     右     等于     右     左

19．     R3     R1               S2     2.04

20．d方案可行

21．

（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。

22．（1）；（2）a.，b.；（3）见解析

23．

（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．