人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感测试题

互感和自感

1．关于线圈的自感系数，下列说法正确的是(　　)

A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大

B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零

C．线圈中电流变化越快，自感系数越大

D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

解析：选D　自感系数是线圈本身的固有属性，只取决于线圈长短、粗细、匝数、有无铁芯等因素，而与电流变化快慢等外部因素无关。自感电动势的大小与线圈自感系数及电流变化率有关。A、B、C错误，D正确。

2．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其中的道理是(　　)

A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消

C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消

D．以上说法均不对

解析：选C　由于采用了双线绕法，两股导线中的电流反向，它们产生的磁场方向相反，磁通量相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为0，所以消除了自感现象的影响。故C正确。

3．如图所示，L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、电阻R0、开关S1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，该电流为正，否则为负。开关S1和S2都处于断开状态。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，则能正确表示L中的电流I随时间t变化的图像是(　　)

解析：选A　在t＝0时刻，接通开关S1，通过线圈的电流从无到有，因自感电动势的产生，电流逐渐增大直到稳定；在t＝t1时刻，再接通S2时，线圈中的电流将减小，因自感电动势的存在，电流逐渐减小为零，由楞次定律可知，线圈中电流的方向不变。故选项A正确。

4．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到(　　)

A．灯泡变暗　　　　　　 B．灯泡变亮

C．螺线管缩短 D．螺线管长度不变

解析：选A　当软铁棒插入螺线管中时，使螺线管的自感系数增大，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长，故A正确，B、C、D错误。

5．如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上。A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　)

A．t1时刻，两环间作用力最大

B．t2和t3时刻，两环相互吸引

C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥

D．t3和t4时刻，两环相互吸引

解析：选B　t1时刻虽然A环中电流最大，但电流的变化率为零，B环中感应电流为零，故两环间无相互作用，A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故两环相互吸引，同理t3时刻两环也相互吸引，故B正确，C错误；t4时刻A环中电流为零，两环无相互作用，D错误。

6．[多选]一种延时开关的原理图如图所示，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则(　　)

A．由于线圈A的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

B．由于线圈B的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

C．如果断开线圈B的开关S2，无延时作用

D．如果断开线圈B的开关S2，延时将变长

解析：选BC　线圈A中的磁场随S1的闭合而产生，随S1的断开而消失。当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所在B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误。

7．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况，下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关，a先亮，b后亮，稳定后a、b一样亮

B．闭合开关，b先亮，a后亮，稳定后b比a更亮一些

C．断开开关，a逐渐熄灭，b先变得更亮后再与a同时熄灭

D．断开开关，b逐渐熄灭，a先变得更亮后再与b同时熄灭

解析：选B　由于线圈的自感作用，闭合开关，b先亮，a后亮，由于线圈的电阻不能忽略，稳定后，b比a亮，选项A错误，B正确；断开开关，a逐渐变暗，b先变得更暗再逐渐变暗，两灯泡同时熄灭，选项C、D错误。

8．某同学为了验证断电自感现象，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，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(　　)

A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大

C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大

解析：选C　在断电自感现象中，断电时线圈与小灯泡构成回路，线圈中储存的磁场能转化为电能，线圈相当于电源，自感电动势E自＝L，与原电源无关，选项A错误；如果小灯泡电阻偏大，则通过线圈的电流较大，断电时可能看到小灯泡闪亮现象和显著的延时熄灭现象，选项B错误；如果线圈电阻偏大，则通过线圈的电流较小，断电时只能看到不显著的延时熄灭现象，且小灯泡不会出现闪亮现象，选项C正确；如果线圈的自感系数较大，则自感电动势较大，可能看到显著的延时熄灭现象，选项D错误。

9．[多选]如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，定值电阻的阻值为R。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B的亮度相同。再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是(　　)

A．B灯立即熄灭

B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭

C．有电流通过B灯，方向为c→d

D．有电流通过A灯，方向为a→b

解析：选AD　当电路稳定后再断开开关S1时，电源不再对电路供电，但因线圈L的自感作用，使线圈L中的电流只能逐渐减小，线圈中产生断电自感现象。在S1断开前，A、B的亮度相同，即通过两灯的电流相同，所以线圈L的直流电阻也为R。当闭合开关S2，待电路稳定后将S1断开，由于线圈L的自感作用，线圈L中的电流逐渐减小，但该电流不会通过B灯，故B灯立即熄灭，选项A正确，选项C错误；而A灯由于与线圈L组成回路，有逐渐减小的电流通过，且电流的方向为a→b，故选项D正确；因线圈L中的电流与断开S1前A灯的电流相同，所以A灯不会比原来更亮一些再熄灭，而是逐渐熄灭，故选项B错误。

10．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1和A2分别串联一个带铁芯的自感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使A1和A2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开开关S，若t′时刻再闭合开关S，则在t′前后的一小段时间内，图中正确反映流过A1的电流i1、流过A2的电流i2随时间t变化的图像是(　　)

解析：选B　由题中给出的电路可知，该电路是L与A1串联，A2与R串联，然后两个支路并联。在t′时刻，A1支路的电流因为有L的自感作用，所以i1由0逐渐增大。A2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大的过程，若不计电池的内阻，则i2不变；若考虑电池的内阻，i2会略有减小。故选项B正确。

11．[多选]在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈。下列说法正确的是(　　)

A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭

B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭

C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光

D．S闭合足够长时间后，B不发光，而A逐渐熄灭

解析：选AC　灯泡A与线圈并联，灯泡B与电容C并联，由于L是一个理想电感线圈，所以在闭合瞬间L中会产生一个很大的自感电动势，导致线圈类似断开，而电容在开关闭合瞬间相当于通路，故灯泡A、B立即亮，当电路稳定后，线圈中的自感电动势消失，电阻恢复到零，灯泡A被短路，故灯泡A熄灭，灯泡B变得更亮。故选项A、C正确。

12．一种触电保护器如图所示，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上；B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源。下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。

(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？

(2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？

(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？

解析：(1)不能。因A处线圈是采用的双绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等、方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，故不能推动J切断电源。

(2)不能。理由同(1)。

(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中两股电流大小不相等，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。

答案：见解析