高中物理选修3-2课后训练：4.6互感和自感Word版含解析

1、第四章第6节、选择题1 .在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求白是（）答案 D解析 两个相距较近的线圈， 当其中的一个线圈中电流发生变化时，就在周围空间产生变化的磁场。这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，即发生互感现象。 要使这种影响尽量小，应采用 D所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈的磁场分布与条形磁 铁的类似，采用 D所示的安装位置时，变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小。2 .（多选）无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统。这种系

2、统基于电磁感应原理可无线传输电力。两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示。下列说法正确的是（）A.若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势8 .只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C. A中电流越大，B中感应电动势越大D. A中电流变化越快，B中感应电动势越大答案 BD解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动 势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以 C错，D对。3.如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻， 线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的

3、直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应（）A.先断开开关 SiB.先断开开关 S2C.先拆去电流表D.先拆去电阻 R答案 B解析 该电路实际上就是伏安法测电感线圈的直流电阻电路，在实验完毕后，由于线圈的自感问题，若电路元件拆去的先后顺序不对，可能会烧坏电表。当开关Si、S2闭合，电路稳定时，线圈中的电流由a-b, 表右端为“ + ”，左端为“ 指针正向偏转，若先断开开关Si或先拆表或先拆去电阻 R瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源， 其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时 表加了一个反向电压，使指针反 向偏转。由“自感系数较大的线圈”知其反向电压很大，会烧坏 表。而先断开开

4、关 S2, 由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先 断开开关&。4.如图甲、乙中，电阻R和自感线圈L的阻值相等，接通 S,使电路达到稳定状态,灯泡D发光，则（）在电路甲中，断开 在电路甲中，断开 在电路乙中，断开 在电路乙中，断开 A.C.S, D将逐渐变暗S, D将先变得更亮，然后渐渐变暗S, D将渐渐变暗S, D将先变得更亮，然后渐渐变暗B.D.答案 D解析在电路甲中自感线圈L与灯泡D串联，流经D与L的电流相等，断开 S时产生自感电动势将使 D与L中的电流从稳定状态逐渐减小，D将渐渐变暗，而不是立即熄灭。在电路乙中，L与D并联，稳定时L中电流比D中

5、电流大，断开 S的瞬间，L中电流从稳 定状态逐渐减小，故 S断开瞬间，通过灯泡 D的电流变大，然后再逐渐变小， D将先变得 更亮，然后渐渐变暗，故选项 D正确。5. 2015江苏四市调研如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关 S由断 开变为闭合时（）A. A灯中无电流通过，不可能变亮B. A灯中有电流通过，方向由 a到bC. B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势D. B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势答案 D解析 当开关S由断开变为闭合时， 电感线圈L中产生从c到d的感应电动势，B灯逐 渐熄灭，把L看做一个电源的话，c点电势低于d点电势，选项 D正确，而C错误；电容 器C短路放电，A灯

6、中有电流通过，方向由 b到a,选项A、B均错误。6.（多选）如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为 R, L是自皆一感系数很大线圈。当 Si闭合、S2断开且电路稳定时， A、B亮度相同，冬再闭合S2,待电路稳定后将 Si断开，下列说法正确的是（）=斗今,dA . B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-dD.有电流通过A灯，方向为a-b答案 AD解析 断开&而只I合Si时，A、B两灯一样亮，可知线圈 L的电阻也是R,在Si、 S2闭合时，Ia=Il,故当S2闭合、Si突然断开时，流过 A灯的电流只是方向变为 a-b,但 其大小不突然增大，A灯不出现更亮一下再

7、熄灭的现象，故 D项正确，B项错误。由于固定电阻R几乎没有自感作用，故断开 Si时，B灯电流迅速变为零，而立即熄灭，故 A项正确，C项错误，综上述分析可知，本题正确选项为A和D。7 .如图所示，多匝电感线圈 L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的_L_阻值都是r,开关s原来打开，电流i0=2ER,今合上开关s将一电阻短路，L于是线圈有自感电动势产生，这时电动势（）E * 用A.有阻碍电流的作用，最后电流由Io减小到零8 .有阻碍电流的作用，最后电流总小于IoC.有阻碍电流增大的作用，因而电流I。保持不变D.有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到21。答案 D解析 S闭合，电路中电阻由 2R减小为R,

8、电流从1。=会增大到I =R。由于电流的变化，使线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，即阻碍电流的增加，最后变化到稳定后 电路中的电流为I = E=2I。R9 .（多选）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C.螺线管缩短答案 ADB.灯泡变亮D.螺线管变长解析 当软铁棒插入螺线管中时， 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。9. 2015衡水中学高二一调如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感线圈L的电

9、阻不计，电阻 R的阻值大于灯泡 D的阻值，在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在t=ti时刻断开S,下列表示A、B两点间电压Uab随时间t变化的图象中，正确的是（）口.答案解析闭合开关S,电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流增加，外电路电阻等于灯泡D的阻值,当电感线圈 L中的电流逐渐稳定时，L产生的自感电动势为零，外电路电阻等于电阻R与灯泡D的并联阻值，A、B两点间电压Uab大于零且变小；断开 S,电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流减小，通过灯泡D的电流方向与原电流方向相反，且逐渐减小,故正确答案为Bo点评 自感现象中，要理解“阻碍”不是阻止，开关闭合后，电流的增加是必然的,开关断开后，电流

10、的减小也是必然的;电路中电流稳定后，电路中自感现象消失。10.（多选）如图所示的电路中，线圈，Di、D2是两个完全相同的电灯,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的E是内阻不计的电源。合开关S,经过一段时间后，电路达到稳定，ti时刻断开开关So规定图示流t=0时刻，闭Di和D2中的电流，则图中能过电灯Di、D2的电流方向为正，分别用 Ii、I2表示流过电灯定性描述I随时间t变化关系的是（）答案 AC解析 闭合开关S,由于线圈产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大；稳定后线圈短 路，电灯Di无电流通过，D2中有恒定的电流。ti时刻断开开关S, D2中电流立即为零；电 灯Di有电流反向通过。11 .某

11、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 答案 C 解析在断电自感现象中，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=11，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

12、， 断电时可能看到显著的延时熄灭现象和小灯泡闪亮现象， 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和小灯泡闪亮现象，选项 D错误。12 .（多选）彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图所示。元件Li、L2是两个电感线圈，它们的自感系数很大，F是保险丝，R是压敏电阻（正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速变小，可以保护与其并联的元件），Ci、C2是电容器，S为电视机开关，在电视机正常工作时，若小明在没有断开开关S时，

13、就拔去电源插头，结B. Ci果烧坏了图中电路元件，可能被烧坏的元件是（）A. C2D. FC. Li或 L2答案 ACC2可能被烧坏，选 AC。解析 当断开电源时，由于线圈的自感系数很大， 所以可产生高电压， 此高电压在回路 中形成电流，因为压敏电阻 R阻值迅速变小，与之相连的电容器 Ci被保护，但电路中的电 流很大，可能把 Li或L2烧坏，同时，因为 C2两端电压较高，所以二、非选择题13 .如图所示的电路中，电源电动势E = 6 V,内电阻不计，L1、L2两灯均标有“ 6 V 0.3 A”字样，电阻R与线圈L的电阻RL 相等，均为20 Qo试分析开关S闭合和断开的瞬间，Li、L2两灯 的亮

14、度变化情况。答案 当电流发生变化时， 线圈中将产生自感电动势，自感电动势起阻碍电流变化的作用。当开关闭合的瞬间，线圈处相当于断路，计算可知，此时通过Li、L2的电流分别为Ii= 0.1 A, 12 = 0.2 A,即开关闭合的瞬间，两灯同时亮，且 L2比Li亮；电路稳定后，两灯亮 度相同；开关断开时，Li立即熄灭，由于自感现象，L2逐渐熄灭。14 .如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻 Ri = 6.0 ，定值电阻R=2.0A、B间的电压U = 6.0.、. .一 .- -3 V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在 ti=i.0X i0 s时刻断开开关 S,该时刻前 后电流传感器显示的电流 I随时间t变化的图线如图乙所示。(i)求出线圈L的电阻Rl；(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？在t2=i.6X i0 3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？答案 (i)2.0 Q (2)电灯中的电流方向向左(3)3.0 V