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第08讲 互感和自感（解析版） 试卷
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第08讲 互感和自感
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课程标准
课标解读
通过实验，了解自感现象现象。能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
1.了解互感现象及其应用；
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象；
3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化。
知识精讲
知识点01 互感现象
1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势．
2．应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的．
3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作．
【知识拓展1】
1．当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势．
2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．
3．应用与危害
(1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的．
(2)危害：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感．例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象．
【即学即练1】目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
【答案】D
【解析】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律
常数
则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。故选D。
知识点02 自感现象
1.自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势．
2.自感系数
（1）自感电动势：E＝L，其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H。
（2）自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。
3.磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
【知识拓展2】
（一）通电自感现象
1．自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感电动势的原电流的变化．
2．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，相当于导线)．
（二）断电自感现象 自感系数
1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3．自感电动势E＝L，总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．
4．自感系数L
(1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化率相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性．
(2)线圈的长度越长，面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数就越大．线圈中有铁芯时比无铁芯时自感系数大．
(3)单位：亨利，符号H,1 H＝103 mH＝106 μH.
【即学即练2】如图所示的电路中，为三盏完全相同的灯泡，是自感线圈，线圈的阻值不可忽略．则下列说法正确的是（ ）
A．合上开关后，三盏灯同时亮起来
B．合上开关后，灯先亮起来，两盏灯后亮起来
C．断开开关后，三盏灯逐渐熄灭
D．断开开关后，灯先熄灭，接着两盏灯逐渐熄灭
【答案】D
【解析】AB．合上开关后，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过c灯的电流逐渐增大，所以a、b先亮，c后亮，故AB错误；CD．合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，c的电流小于b的电流；断开开关后，a因回路被断而立刻熄灭，因自感线圈L的电流减小出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈L、灯泡c、灯泡b组成回路，则b、c两盏灯电流会从c灯原来的电流上逐渐减小，最后熄灭，而两灯都不会出现闪亮，故C错误D正确。故选D。
能力拓展
考法01 自感和自感电动势
【典例1】如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是（ ）
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
【答案】B
【解析】AC．回路由导线、锉刀、电池组成，故锉刀必须用易导电的材料制成，所以A、C错误；BD．锉刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变化，线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B正确，D错误。故选B。
考法02 线圈的自感系数及其决定因素
【典例2】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
【答案】D
【解析】AC．汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端得电压将减小，AC错误；BD．汽车远离线圈时，线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端得电压将增大，D正确，B错误。故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
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
【答案】D
【解析】A．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，故A错误；B．磁通量的单位是韦伯(Wb)，故B错误；C．电容的单位是法拉(F)，故C错误；D．电感的单位是亨利(H)。故D正确。故选D。
2．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（ ）
A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光
B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗
C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光
D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗
【答案】D
【解析】A．在电路a中，闭合K时，由于L的阻碍作用，S慢慢变亮。故A错误；B．在电路a中，断开K后，由于L的阻碍作用，S慢慢变暗，不会出现闪亮现象。故B错误；C．在电路b中，闭合K时，灯泡S与电阻R串联接入电路，则其立即变亮。故C错误；D．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小。断开K后，由于L的阻碍作用，导致灯泡S变的更亮，然后逐渐变暗。故D正确。故选D。
3．自感系数L的单位，如果用国际单位制的基本单位的符号来表示，正确的是（ ）
A．s·V/A B．kg·m2/（A2·s2）
C．N·m/A D．kg·V（A·s2）
【答案】B
【解析】物理公式不仅确定了物理量的数量关系，还确定了单位关系，由自感电动势公式可知
自感系数L单位是
故选B。
4．如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；故选A。
5．无线充电技术能实现能量的无线传输，如图是无线充电设备给手机充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．充电的原理主要利用了自感
B．充电设备与手机不接触也能充电
C．充电设备与手机的充电电流一定相等
D．充电设备中的线圈通恒定电流也可以对手机无线充电
【答案】B
【解析】A．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以A错误；B．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以充电设备与手机不接触也能充电，则B正确；C．充电设备与手机的充电电流不一定相等，就像变压器工作原理一样，原副线圈匝数不一样，所以C错误；D．充电设备中的线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电路，所以D错误；故选B。
6．下列哪些单位关系是不正确的（ ）
A．1亨=1欧·秒 B．1亨=1伏·安/秒
C．1伏=1韦/秒 D．1伏=1亨·安/秒
【答案】B
【解析】根据法拉第电磁感应定律得
得1伏=1韦/秒=1亨·安/秒，变换得1亨=1伏/(秒·安) =1欧·秒。故选B。
7．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势总与原电流方向相反
【答案】C
【解析】线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以A错误；线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关，所以B错误；线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以C正确；
当原电流增大时，会产生反方向的自感电流来阻碍电流的增大，此时自感电动势的方向与原电流相反，当原电流减小时，会产生同方向的自感电流来阻碍电流的减小，此时自感电动势与原电流方向相反，所以D错误。故选C。
8．下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度是矢量，其单位是Wb
B．磁通量是矢量，其正负代表方向
C．电感线圈的自感系数与电流的变化率成正比
D．金属探测器是利用涡流工作，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流
【答案】D
【解析】A．磁感应强度是矢量，其单位是T，A错误；B．磁通量是标量，B错误；C．线圈的自感系数只与本身的特性有关，与外界因素无关，C错误；D．金属探测器是利用涡流工作，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流，D正确。故选D。
9．下列关于线圈中自感电动势的大小的说法正确的是（ ）
A．电流变化越大，自感电动势越大
B．电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
【答案】B
【解析】由自感电动势可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，选项A、C、D错误，选项B正确。故选B。
10．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
【答案】C
【解析】当开始S接通的瞬间，N线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误．开关闭合稳定后，线圈N中磁通量不发生变化，不产生感应电流．故B错误．当开关S断开的瞬间，N线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确，D错误．故选C．
题组B 能力提升练
1．如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小。接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（ ）
A．在电路（a）中，断开S，A立即熄灭
B．在电路（a）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开S，A立即熄灭
D．在电路（b）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
【答案】B
【解析】AB．在电路a中，断开S，L、A串联，由于线圈阻碍电流变小，L相当于电源，导致A将在原亮度基础上渐渐变暗，故A错误，B正确；CD．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐熄灭，故CD错误。故选B。
2．如图所示的电路中，三个灯泡、、的电阻相等（且不考虑温度对电阻的影响），电感L的电阻可忽略，D为理想二极管。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，、、均立即变亮，然后逐渐变暗
B．S闭合瞬间，逐渐变亮，、均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后三个灯泡亮度相同
C．S从闭合状态突然断开时，、、均逐渐变暗
D．S从闭合状态突然断开时，、、均先变亮，然后逐渐变暗
【答案】B
【解析】AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，随L1的电路中电流的增大，路端电压减小，L2、L3亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同，故A错误；B正确；
CD．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭。故CD错误。故选B。
3．2018年3月27日，华为、小米不约而同选在同一天召开发布会。发布了各自旗下首款无线充电手机。小米MIX2S支持7.5W无线充电，华为MateRs保时捷版则支持10W无线充电。如图给出了它们的无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
B．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
C．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
【答案】A
【解析】A．根据电磁感应原理，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，所以A正确；B．手机外壳用金属材料制作会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，所以B错误；C．不是所有手机都可以进行无线充电，只有手机中有接收线圈时手机利用电磁应，才能进行无线充电，所以C错误；D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，而非“电流的磁效应”，所以D错误；故选A。
4．如图，平行导轨左端接有电阻和线圈，导体棒MN与导轨垂直，其右侧存在垂直于纸面的匀强磁场，MN保持向右做匀速运动，且与导轨接触良好，则MN中电流随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】因为导体棒产生的感应电动势恒定，所以线圈中的自感电动势逐渐减小，根据可得，图像的斜率逐渐减小。故选A。
5．“千人震”实验可以用如图所示的电路完成。电路主要由几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、几根导线、开关和一个有铁芯的多匝线圈构成。以下说法正确的是（ ）
A．在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压小于1.5V
B．在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压等于1.5V
C．在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压大于1.5V
D．在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压大于1.5V
【答案】D
【解析】AC．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故AC错误；BD．当断开时，多匝线圈电流变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉，将此现象称为自感现象，多匝线圈发生自感，电流方向不变，此时线圈的电流从右向左，流过人的电流从左向右，所以人触电感觉时有很高电压加在两手间，故左右两端同学间电压大于1.5V，故B错误，D正确；故选D。
6．如图所示的铝盘水平放置虚线经过其圆心，铝盘能以虚线为中心轴转动在虚线的左侧存在竖直向下的匀强磁场，现使铝盘转动起来，忽略铝盘重力与一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．如果铝盘顺时针转动，铝盘中无感应电动势，无感应电流，能够一直转动下去
B．如果铝盘顺时针转动，铝盘中有感应电动势，无感应电流，能够一直转动下去
C．如果铝盘逆时针转动，铝盘中无感应电动势，有感应电流，将很快停止下来
D．如果铝盘逆时针转动，铝盘中有感应电动势，有感应电流，将很快停止下来
【答案】D
【解析】根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，无论沿什么方向转动，铝盘中都有感应电动势和感应电流，由于受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铝盘将很快停止下来，选项D正确，ABC错误。故选D。
7．如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并上一纸质电容器C，某班教室的一盏日光灯总是灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是（ ）
A．启动器两脚a、b与启动器座接触不良 B．电容器C被烧断
C．电容器C被击穿而短路 D．镇流器自感系数L太大
【答案】C
【解析】日光灯管的工作原理是，当电压加到启动器两端时，启动器内部的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端，使日光灯内的汞电离导通，日光灯发光。只有电容器C被击穿而短路不能使金属片断开。故ABD错误，C正确。故选C。
8．如图为一种延时开关示意图，M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M与电源E、开关S构成回路，N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头B就将高压电路接通；当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是（ ）
A．起延时效果的主要部件是线圈M
B．闭合S电路稳定工作后，导线ab中有从a流向b的感应电流
C．断开S瞬间，导线ab中有从a流向b的感应电流
D．电源E的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果
【答案】C
【解析】ABC．分析电路可知，当闭合S，M线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯下端为N极，产生由上向下的磁场，电路稳定后，磁场不变，N线圈中不会产生感应电流，导线ab中没有电流， 当断开S时，线圈M中电流逐渐减小，直至消失，N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a到b，铁芯下端为N极，故起到延时效果的主要部件是线圈N，故AB错误，C正确；D．电源E的正负极对调接入后，断开S，N线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D错误。 故选C。
9．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
【答案】D
【解析】A．根据楞次定律，当原电流增大时，感应电流与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电流与原电流方向相同，故A错误；B．自感系数是由线圈本身的特性决定的，与自感电动势的大小无关，故B错误；CD．根据法拉第电磁感应定律可知，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感系数不变，自感电动势越大，故C错误，D正确．
10．下列说法正确的是( )
A．处于静电平衡的导体,内部的电场强度和电势均为零
B．电势、电势差、电势能都是电能的概念,都与放入电场中的电荷无关
C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
D．其他条件相同，线圈匝数越多自感系数就越大
【答案】D
【解析】A：处于静电平衡的导体，内部的电场强度为零，内部各点的电势相等．故A项错误．B：电势、电势差、电势能都是用来描述电场能的性质的物理量；电势、电势差与放入电场中的电荷无关；电势能是放入电场中电荷具有的能量，与放入电场中的电荷有关．故B项错误．C：电动势数值上就等于电源没有接入电路时，电源正负极之间的电压；当电源接入电路时，电动势数值上不等于电源正负极之间的电压．故C项错误．D：线圈的自感系数与线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等有关；在其他条件相同，线圈匝数越多自感系数就越大．故D项正确．
题组C 培优拔尖练
1．如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ）
A．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
B．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
C．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭
D．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭
【答案】C
【解析】AB．和在S接通时立即发光，由于电感线圈L的作用，会逐渐变暗，稳定后熄灭；亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，选项AB错误；CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭；而与电感线圈L组成回路，会闪亮后熄灭，选项C项正确、D项错误。故选C。
2．如图所示，铁芯上绕有线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B与理性发光二极管D相连，衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断，忽略A的自感，下列说法正确的是
A．闭合S，D闪亮一下 B．闭合S，C将会过一小段时间接通
C．断开S，D不会闪亮 D．断开S，C将会过一小段时间断开
【答案】D
【解析】AB.当闭合S瞬间时，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律：增反减同，结合右手螺旋定则可知，线圈B的电流方向逆时针，而由于二极管顺时针方向导电，则线圈B不会闪亮一下，则线圈A中磁场立刻吸引C，导致其即时接触，故A，B错误；CD.当断开S瞬间时，穿过线圈B的磁通量要减小，根据楞次定律：增反减同，结合右手螺旋定则可知，电流方向为顺时针，则二极管处于导通状态，则D会闪亮，同时对线圈A有影响，阻碍其磁通量减小，那么C将会过一小段时间断开，故C错误，D正确；故选D．
3．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、 A2、 A3是三个完全相同的灯泡．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．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】C
【解析】断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，C正确；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，D错误．
4．如图（1）所示是用电流传感器（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自感线圈，其直流电阻值小于R。图（2）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（ ）
A．甲图是开关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．乙图是开关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．丙图是开关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．丁图是开关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
【答案】BC
【解析】AB．开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流是逐渐增大的，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，选项A错误，B正确；CD．开关S由闭合变为断开，传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用（相当于电源），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。
故选BC。
5．如图所示，L为自感线圈，闭合开关S，灯D1立即变亮，另一个相同的灯D2逐渐变亮，最终D1比D2亮(D1、D2规格相同）。则（ ）
A．滑动变阻器R的阻值小于自感线圈L的直流电阻阻值
B．滑动变阻器R的阻值大于自感线圈L的直流电阻阻值
C．断开S，灯D1闪亮后逐渐熄灭
D．断开S，灯D1逐渐熄灭
【答案】AD
【解析】AB．因为最终D1比D2亮，即通过D1的电流大，所以滑动变阻器R的阻值小于自感线圈L的直流电阻阻值，故A正确，B错误；CD．断开S瞬间，电感线圈L、灯A1、A2构成回路，通过D1的电流缓慢减小至为零，故灯D1逐渐熄灭，选项C错误，D正确。故选AD。
6．某同学设计了如图所示的实验电路来测定自感系数很大的线圈L的电阻。
（1）请根据实验电路，说明该实验测定线圈L电阻的原理；
（2）测量完毕后，该同学想先断开开关，此时，他的同学赶紧制止，并告诉他，若其断开开关将会烧坏电压表．这种说法正确吗？如何正确拆解这个电路？
【答案】（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
【解析】（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据
可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
7．正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动汽车，继续向前走。小明很奇怪，司机只是轻轻地一扭钥匙，汽油机就点火启动了，这是什么原理呢？小明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小明设计了如下一个电路：如图所示，电池电动势为E、内阻可以忽略不计，L是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，电路稳定后，断开S，请你按小明的思路完成如下问题的分析：
（1）断开S瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；
（3）若R不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电火花的原因。
【答案】（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向右；（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，这个电源的电动势的大小为；（3）见解析。
【解析】（1）断开S前，通过L的电流为
方向向右。
由楞次定律可知，断开S后，L中的电流只能从原来的值逐渐减小，这个电流通过R，因此，断开S瞬间，通过R的电流大小为
方向向左。
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，L和R构成的回路总电阻为（R+r），由闭合电路欧姆定律可知，L中产生的自感电动势大小为
E自=I（R+r）
代入，解得
（3）两靠近的金属电极间电阻极大，接近无穷大，根据E自=I（R+r）可知，断开S瞬间，L中产生的自感电动势很大，两个电极间的电压就会极高，因此极易击穿空气发生火花放电。
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课标解读
通过实验，了解自感现象现象。能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
1.了解互感现象及其应用；
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象；
3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化。
知识精讲
知识点01 互感现象
1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势．
2．应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的．
3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作．
【知识拓展1】
1．当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势．
2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．
3．应用与危害
(1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的．
(2)危害：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感．例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象．
【即学即练1】目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
【答案】D
【解析】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律
常数
则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。故选D。
知识点02 自感现象
1.自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势．
2.自感系数
（1）自感电动势：E＝L，其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H。
（2）自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。
3.磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
【知识拓展2】
（一）通电自感现象
1．自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感电动势的原电流的变化．
2．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，相当于导线)．
（二）断电自感现象 自感系数
1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3．自感电动势E＝L，总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．
4．自感系数L
(1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化率相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性．
(2)线圈的长度越长，面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数就越大．线圈中有铁芯时比无铁芯时自感系数大．
(3)单位：亨利，符号H,1 H＝103 mH＝106 μH.
【即学即练2】如图所示的电路中，为三盏完全相同的灯泡，是自感线圈，线圈的阻值不可忽略．则下列说法正确的是（ ）
A．合上开关后，三盏灯同时亮起来
B．合上开关后，灯先亮起来，两盏灯后亮起来
C．断开开关后，三盏灯逐渐熄灭
D．断开开关后，灯先熄灭，接着两盏灯逐渐熄灭
【答案】D
【解析】AB．合上开关后，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过c灯的电流逐渐增大，所以a、b先亮，c后亮，故AB错误；CD．合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，c的电流小于b的电流；断开开关后，a因回路被断而立刻熄灭，因自感线圈L的电流减小出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈L、灯泡c、灯泡b组成回路，则b、c两盏灯电流会从c灯原来的电流上逐渐减小，最后熄灭，而两灯都不会出现闪亮，故C错误D正确。故选D。
能力拓展
考法01 自感和自感电动势
【典例1】如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是（ ）
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
【答案】B
【解析】AC．回路由导线、锉刀、电池组成，故锉刀必须用易导电的材料制成，所以A、C错误；BD．锉刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变化，线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B正确，D错误。故选B。
考法02 线圈的自感系数及其决定因素
【典例2】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
【答案】D
【解析】AC．汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端得电压将减小，AC错误；BD．汽车远离线圈时，线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端得电压将增大，D正确，B错误。故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
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
【答案】D
【解析】A．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，故A错误；B．磁通量的单位是韦伯(Wb)，故B错误；C．电容的单位是法拉(F)，故C错误；D．电感的单位是亨利(H)。故D正确。故选D。
2．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（ ）
A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光
B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗
C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光
D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗
【答案】D
【解析】A．在电路a中，闭合K时，由于L的阻碍作用，S慢慢变亮。故A错误；B．在电路a中，断开K后，由于L的阻碍作用，S慢慢变暗，不会出现闪亮现象。故B错误；C．在电路b中，闭合K时，灯泡S与电阻R串联接入电路，则其立即变亮。故C错误；D．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小。断开K后，由于L的阻碍作用，导致灯泡S变的更亮，然后逐渐变暗。故D正确。故选D。
3．自感系数L的单位，如果用国际单位制的基本单位的符号来表示，正确的是（ ）
A．s·V/A B．kg·m2/（A2·s2）
C．N·m/A D．kg·V（A·s2）
【答案】B
【解析】物理公式不仅确定了物理量的数量关系，还确定了单位关系，由自感电动势公式可知
自感系数L单位是
故选B。
4．如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；故选A。
5．无线充电技术能实现能量的无线传输，如图是无线充电设备给手机充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．充电的原理主要利用了自感
B．充电设备与手机不接触也能充电
C．充电设备与手机的充电电流一定相等
D．充电设备中的线圈通恒定电流也可以对手机无线充电
【答案】B
【解析】A．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以A错误；B．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以充电设备与手机不接触也能充电，则B正确；C．充电设备与手机的充电电流不一定相等，就像变压器工作原理一样，原副线圈匝数不一样，所以C错误；D．充电设备中的线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电路，所以D错误；故选B。
6．下列哪些单位关系是不正确的（ ）
A．1亨=1欧·秒 B．1亨=1伏·安/秒
C．1伏=1韦/秒 D．1伏=1亨·安/秒
【答案】B
【解析】根据法拉第电磁感应定律得
得1伏=1韦/秒=1亨·安/秒，变换得1亨=1伏/(秒·安) =1欧·秒。故选B。
7．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势总与原电流方向相反
【答案】C
【解析】线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以A错误；线圈的自感电动势与线圈的自感系数以及电流的变化率成正比，与电流的变化量无关，所以B错误；线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，所以线圈的自感系数不变，线圈电流均匀增大，即电流的变化率不变，所以线圈自感电动势不变，所以C正确；
当原电流增大时，会产生反方向的自感电流来阻碍电流的增大，此时自感电动势的方向与原电流相反，当原电流减小时，会产生同方向的自感电流来阻碍电流的减小，此时自感电动势与原电流方向相反，所以D错误。故选C。
8．下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度是矢量，其单位是Wb
B．磁通量是矢量，其正负代表方向
C．电感线圈的自感系数与电流的变化率成正比
D．金属探测器是利用涡流工作，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流
【答案】D
【解析】A．磁感应强度是矢量，其单位是T，A错误；B．磁通量是标量，B错误；C．线圈的自感系数只与本身的特性有关，与外界因素无关，C错误；D．金属探测器是利用涡流工作，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流，D正确。故选D。
9．下列关于线圈中自感电动势的大小的说法正确的是（ ）
A．电流变化越大，自感电动势越大
B．电流变化越快，自感电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
【答案】B
【解析】由自感电动势可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，选项A、C、D错误，选项B正确。故选B。
10．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
【答案】C
【解析】当开始S接通的瞬间，N线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误．开关闭合稳定后，线圈N中磁通量不发生变化，不产生感应电流．故B错误．当开关S断开的瞬间，N线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确，D错误．故选C．
题组B 能力提升练
1．如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小。接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（ ）
A．在电路（a）中，断开S，A立即熄灭
B．在电路（a）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开S，A立即熄灭
D．在电路（b）中，断开S，A将在原亮度基础上渐渐变暗
【答案】B
【解析】AB．在电路a中，断开S，L、A串联，由于线圈阻碍电流变小，L相当于电源，导致A将在原亮度基础上渐渐变暗，故A错误，B正确；CD．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐熄灭，故CD错误。故选B。
2．如图所示的电路中，三个灯泡、、的电阻相等（且不考虑温度对电阻的影响），电感L的电阻可忽略，D为理想二极管。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，、、均立即变亮，然后逐渐变暗
B．S闭合瞬间，逐渐变亮，、均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后三个灯泡亮度相同
C．S从闭合状态突然断开时，、、均逐渐变暗
D．S从闭合状态突然断开时，、、均先变亮，然后逐渐变暗
【答案】B
【解析】AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，随L1的电路中电流的增大，路端电压减小，L2、L3亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同，故A错误；B正确；
CD．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭。故CD错误。故选B。
3．2018年3月27日，华为、小米不约而同选在同一天召开发布会。发布了各自旗下首款无线充电手机。小米MIX2S支持7.5W无线充电，华为MateRs保时捷版则支持10W无线充电。如图给出了它们的无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
B．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
C．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
【答案】A
【解析】A．根据电磁感应原理，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，所以A正确；B．手机外壳用金属材料制作会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，所以B错误；C．不是所有手机都可以进行无线充电，只有手机中有接收线圈时手机利用电磁应，才能进行无线充电，所以C错误；D．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，而非“电流的磁效应”，所以D错误；故选A。
4．如图，平行导轨左端接有电阻和线圈，导体棒MN与导轨垂直，其右侧存在垂直于纸面的匀强磁场，MN保持向右做匀速运动，且与导轨接触良好，则MN中电流随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】因为导体棒产生的感应电动势恒定，所以线圈中的自感电动势逐渐减小，根据可得，图像的斜率逐渐减小。故选A。
5．“千人震”实验可以用如图所示的电路完成。电路主要由几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、几根导线、开关和一个有铁芯的多匝线圈构成。以下说法正确的是（ ）
A．在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压小于1.5V
B．在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压等于1.5V
C．在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压大于1.5V
D．在断开开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉，且左右两端同学间电压大于1.5V
【答案】D
【解析】AC．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故AC错误；BD．当断开时，多匝线圈电流变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉，将此现象称为自感现象，多匝线圈发生自感，电流方向不变，此时线圈的电流从右向左，流过人的电流从左向右，所以人触电感觉时有很高电压加在两手间，故左右两端同学间电压大于1.5V，故B错误，D正确；故选D。
6．如图所示的铝盘水平放置虚线经过其圆心，铝盘能以虚线为中心轴转动在虚线的左侧存在竖直向下的匀强磁场，现使铝盘转动起来，忽略铝盘重力与一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．如果铝盘顺时针转动，铝盘中无感应电动势，无感应电流，能够一直转动下去
B．如果铝盘顺时针转动，铝盘中有感应电动势，无感应电流，能够一直转动下去
C．如果铝盘逆时针转动，铝盘中无感应电动势，有感应电流，将很快停止下来
D．如果铝盘逆时针转动，铝盘中有感应电动势，有感应电流，将很快停止下来
【答案】D
【解析】根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，无论沿什么方向转动，铝盘中都有感应电动势和感应电流，由于受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铝盘将很快停止下来，选项D正确，ABC错误。故选D。
7．如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并上一纸质电容器C，某班教室的一盏日光灯总是灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是（ ）
A．启动器两脚a、b与启动器座接触不良 B．电容器C被烧断
C．电容器C被击穿而短路 D．镇流器自感系数L太大
【答案】C
【解析】日光灯管的工作原理是，当电压加到启动器两端时，启动器内部的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端，使日光灯内的汞电离导通，日光灯发光。只有电容器C被击穿而短路不能使金属片断开。故ABD错误，C正确。故选C。
8．如图为一种延时开关示意图，M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M与电源E、开关S构成回路，N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头B就将高压电路接通；当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是（ ）
A．起延时效果的主要部件是线圈M
B．闭合S电路稳定工作后，导线ab中有从a流向b的感应电流
C．断开S瞬间，导线ab中有从a流向b的感应电流
D．电源E的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果
【答案】C
【解析】ABC．分析电路可知，当闭合S，M线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯下端为N极，产生由上向下的磁场，电路稳定后，磁场不变，N线圈中不会产生感应电流，导线ab中没有电流， 当断开S时，线圈M中电流逐渐减小，直至消失，N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a到b，铁芯下端为N极，故起到延时效果的主要部件是线圈N，故AB错误，C正确；D．电源E的正负极对调接入后，断开S，N线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D错误。 故选C。
9．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
【答案】D
【解析】A．根据楞次定律，当原电流增大时，感应电流与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电流与原电流方向相同，故A错误；B．自感系数是由线圈本身的特性决定的，与自感电动势的大小无关，故B错误；CD．根据法拉第电磁感应定律可知，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感系数不变，自感电动势越大，故C错误，D正确．
10．下列说法正确的是( )
A．处于静电平衡的导体,内部的电场强度和电势均为零
B．电势、电势差、电势能都是电能的概念,都与放入电场中的电荷无关
C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
D．其他条件相同，线圈匝数越多自感系数就越大
【答案】D
【解析】A：处于静电平衡的导体，内部的电场强度为零，内部各点的电势相等．故A项错误．B：电势、电势差、电势能都是用来描述电场能的性质的物理量；电势、电势差与放入电场中的电荷无关；电势能是放入电场中电荷具有的能量，与放入电场中的电荷有关．故B项错误．C：电动势数值上就等于电源没有接入电路时，电源正负极之间的电压；当电源接入电路时，电动势数值上不等于电源正负极之间的电压．故C项错误．D：线圈的自感系数与线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等有关；在其他条件相同，线圈匝数越多自感系数就越大．故D项正确．
题组C 培优拔尖练
1．如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ）
A．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
B．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
C．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭
D．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭
【答案】C
【解析】AB．和在S接通时立即发光，由于电感线圈L的作用，会逐渐变暗，稳定后熄灭；亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，选项AB错误；CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭；而与电感线圈L组成回路，会闪亮后熄灭，选项C项正确、D项错误。故选C。
2．如图所示，铁芯上绕有线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B与理性发光二极管D相连，衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断，忽略A的自感，下列说法正确的是
A．闭合S，D闪亮一下 B．闭合S，C将会过一小段时间接通
C．断开S，D不会闪亮 D．断开S，C将会过一小段时间断开
【答案】D
【解析】AB.当闭合S瞬间时，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律：增反减同，结合右手螺旋定则可知，线圈B的电流方向逆时针，而由于二极管顺时针方向导电，则线圈B不会闪亮一下，则线圈A中磁场立刻吸引C，导致其即时接触，故A，B错误；CD.当断开S瞬间时，穿过线圈B的磁通量要减小，根据楞次定律：增反减同，结合右手螺旋定则可知，电流方向为顺时针，则二极管处于导通状态，则D会闪亮，同时对线圈A有影响，阻碍其磁通量减小，那么C将会过一小段时间断开，故C错误，D正确；故选D．
3．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、 A2、 A3是三个完全相同的灯泡．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．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】C
【解析】断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，C正确；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，D错误．
4．如图（1）所示是用电流传感器（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自感线圈，其直流电阻值小于R。图（2）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（ ）
A．甲图是开关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．乙图是开关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．丙图是开关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．丁图是开关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
【答案】BC
【解析】AB．开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流是逐渐增大的，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，选项A错误，B正确；CD．开关S由闭合变为断开，传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用（相当于电源），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。
故选BC。
5．如图所示，L为自感线圈，闭合开关S，灯D1立即变亮，另一个相同的灯D2逐渐变亮，最终D1比D2亮(D1、D2规格相同）。则（ ）
A．滑动变阻器R的阻值小于自感线圈L的直流电阻阻值
B．滑动变阻器R的阻值大于自感线圈L的直流电阻阻值
C．断开S，灯D1闪亮后逐渐熄灭
D．断开S，灯D1逐渐熄灭
【答案】AD
【解析】AB．因为最终D1比D2亮，即通过D1的电流大，所以滑动变阻器R的阻值小于自感线圈L的直流电阻阻值，故A正确，B错误；CD．断开S瞬间，电感线圈L、灯A1、A2构成回路，通过D1的电流缓慢减小至为零，故灯D1逐渐熄灭，选项C错误，D正确。故选AD。
6．某同学设计了如图所示的实验电路来测定自感系数很大的线圈L的电阻。
（1）请根据实验电路，说明该实验测定线圈L电阻的原理；
（2）测量完毕后，该同学想先断开开关，此时，他的同学赶紧制止，并告诉他，若其断开开关将会烧坏电压表．这种说法正确吗？如何正确拆解这个电路？
【答案】（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
【解析】（1）根据实验电路，电压表测量线圈两端的电压U，电流表测量通过线圈的电流I，则根据
可求解线圈的电阻；
（2）若先断开开关S2，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S1，再断开开关S2。
7．正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动汽车，继续向前走。小明很奇怪，司机只是轻轻地一扭钥匙，汽油机就点火启动了，这是什么原理呢？小明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小明设计了如下一个电路：如图所示，电池电动势为E、内阻可以忽略不计，L是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，电路稳定后，断开S，请你按小明的思路完成如下问题的分析：
（1）断开S瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；
（3）若R不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电火花的原因。
【答案】（1）断开S瞬间，通过定值电阻的电流大小为，方向向右；（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，这个电源的电动势的大小为；（3）见解析。
【解析】（1）断开S前，通过L的电流为
方向向右。
由楞次定律可知，断开S后，L中的电流只能从原来的值逐渐减小，这个电流通过R，因此，断开S瞬间，通过R的电流大小为
方向向左。
（2）断开S瞬间，线圈L相当于电源，L和R构成的回路总电阻为（R+r），由闭合电路欧姆定律可知，L中产生的自感电动势大小为
E自=I（R+r）
代入，解得
（3）两靠近的金属电极间电阻极大，接近无穷大，根据E自=I（R+r）可知，断开S瞬间，L中产生的自感电动势很大，两个电极间的电压就会极高，因此极易击穿空气发生火花放电。
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