高中物理4 互感和自感精品精练

第二章　电磁感应

课时2.4.1 互感和自感（加强练习）

五年选考练

考点1　涡流、电磁阻尼和电磁驱动

1.()扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 (　　)

考点2　自感现象

2.()图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2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。下列说法正确的是 (　　)

A.图1中，A1与L1的电阻值相同

B.图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流

C.图2中，变阻器R与L2的电阻值相同

D.图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

三年模拟练

应用实践

1.

(a)

()(多选)图(a)是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的电感线圈，其直流电阻值也为R。图(b)是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是 (　　)

(b)

A.甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况

B.乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况

C.丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

D.丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

迁移创新

2.()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?

答案全解全析

五年选考练

1.A　由于要求有效衰减紫铜薄板的上下及左右的微小振动，则在紫铜薄板发生微小的上下或左右振动时，通过紫铜薄板横截面的磁通量应均能发生变化，由图可以看出，只有A图方案中才能使两方向上的微小振动得到有效衰减。

2.C　在图1中断开S1瞬间，灯A1突然闪亮，说明断开S1前，L1中的电流大于A1中的电流，故L1的阻值小于A1的阻值，选项A、B均错误；在图2中，闭合S2瞬间，由于L2的自感作用，通过L2的电流很小，D错误；闭合S2后，最终A2与A3亮度相同，说明两支路电流相等，故R与L2的阻值相同，C项正确。

三年模拟练

1.BC　开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流一开始有一个固定的值(通过R支路的电流)，然后逐渐增大，当电路稳定以后，自感消失，通过传感器1的电流增大到最大后保持不变，选项A错误，B正确；开关S由闭合变为断开时，通过传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用(相当于电源)，通过传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，选项C正确，D错误。

2.答案　见解析

解析　(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，接口处的温度升高得越快，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。