2023届新高考物理一轮复习强化训练：自感现象及其应用

2023届新高考物理一轮复习强化训练

自感现象及其应用

一、单项选择题

1、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，采用双线并绕法，如图所示，其道理是（）

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.因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量的

变化

D.以上说法均不对

2、图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，心和乙为电感

线圈.实验时，断开开关£瞬间，灯&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

A?与A3的亮度相同.下列说法正确的是（）

A.图甲中，A1与心的电阻值相同

B.图甲中，闭合S”电路稳定后，Ai中电流大于L中电流

C.图乙中，变阻器4与心的电阻值相同

D.图乙中，闭合S2瞬间，〃中电流与变阻器不中电流相等

3、演示自感现象的电路如图所示,/为电感线圈。闭合开关S,电路稳

定时,两只完全相同的灯泡4、4亮度相同，下列说法正确的是（）

A.闭合开关S时,4、4同时变亮

B.断开开关时,通过4的电流从左向右

C.L的直流电阻与〃的阻值相同

D.断开开关时,4逐渐变暗,4闪亮一下再逐渐变暗

4、如图所示，线圈/的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计,4、4

是两个完全相同的小灯泡,在开关S闭合和断开的过程中,4、4的亮

度变化情况是（灯丝不会断）（）

A.S闭合,4亮度不变,4亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,4立

即不亮,4逐渐不亮

B.S闭合,4不亮,4很亮;S断开,4、4立即不亮

C.S闭合,4、4同时亮,而后4逐渐熄灭,4亮度不变;S断开,4立即

不亮,4亮一下才灭

D.S闭合,4、4同时亮,而后4逐渐熄灭,4则逐渐变得更亮;S断开,A2

立即不亮,4亮一下才灭

5、在如图所示的电路中，/为电阻很小的线圈，Gi和Gz为零刻度在

表盘中央的两个相同的电流表。当开关S闭合时，电流表&、Gz的指

针都偏向右方，那么当断开开关S时一，将出现的现象是（）

A.G和G2的指针都立即回到零点

B.G的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点

C.Gi的指针缓慢地回到零点，而G?的指针先立即偏向左方，然后缓

慢地回到零点

D.G2的指针缓慢地回到零点，而G的指针先立即偏向左方，然后缓

慢地回到零点

6、如图所示的是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于

日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是()

A.Si接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光

B.S,.S2接通，S：,断开，日光灯就能正常发光

C.S,断开，接通Si、S2后，再断开S2,日光灯就能正常发光

D.当日光灯正常发光后，再接通S3,日光灯仍能正常发光

7、如图所示的电路，人是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑

动片尸从力端迅速滑向〃端的过程中，经过45中点。时通过线圈的

电流为〃从夕端迅速滑向4端的过程中，经过。点时通过线圈的

电流为右；〃固定在。点不动，达到稳定时通过线圈的电流为To,则

()

=

A.hI2—IoB.L>I0>I2

C.D.ISIKh

8、如图所示,£1、£2是两个相同的小灯泡，/是一个自感系数很大的线

圈，其直流电阻值与定值电阻A的阻值相同,且阻值大于小灯泡的电

阻，闭合开关S,待电路达到稳定后,两灯泡均可发光。对于开关S接

通至电路达到稳定的过程，以及电路稳定状态下断开开关S的情况，

下列说法正确的是（）

A.S接通,乙先达到最灵

B.S接通,乙先达到最亮

C.S断开,心比〃熄灭得慢

D.S断开,心先闪亮一下再熄灭

二、多项选择题

9、下列说法正确的是（）

A.当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势

B.当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流

的方向相反

C.当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的

方向相反

D.当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的

方向相反

10、如图所示的电路中，灯泡A1、AZ电阻相同，自感线圈/的电阻跟

灯泡相差不大。先接通S,使电路达到稳定，再断开So下列表示通

过A、A2的电流随时间变化的关系图像中正确的是（）

11、在如图甲、乙所示的电路中，〃和自感线圈£的电阻都很小，接通

开关S,使电路达到稳定，灯泡心发光。下列说法正确的是（）

A.在电路甲中，断开S,将渐渐变暗

B.在电路甲中，断开S,5将先变得更亮,然后渐渐变暗

C.在电路乙中，断开S,右将渐渐变暗

D.在电路乙中，断开S,乙将先变得更亮,然后渐渐变暗

12、如图所示，E为电池，/是电阻可忽略不计、自感系数足够大的

线圈，D,>D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电

路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是（）

A.刚闭合开关S的瞬间，通过以、Dz的电流大小相等

B.刚闭合开关S的瞬间，通过口、Dz的电流大小不相等

C.闭合开关S,电路达到稳定时，》熄灭，Dz比原来更亮

D.闭合开关S,电路达到稳定时，再将S断开的瞬间，Dz立即熄灭,

D闪亮一下后熄灭

13、如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把铿刀上，一端接上

电池（电池另一极与铿刀接触），手持导线的另一端，在铿刀上来回划

动，由于铿刀表面凹凸不平，就会产生电火花.则下列说法中正确的

是（）

A.产生电火花的回路只由导线与电池组成

B.若导线端只向一个方向划动也能产生电火花

C.铿刀采用什么材料制成对实验没有影响

D.导线端划动的方向与自感电动势的方向无关

14、某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈心由火

线和零线并行绕成。当右侧线圈〃中产生电流时，电流经放大器放大

后，使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑在铁芯

中产生的磁场，下列说法正确的有（）

电路

A.家庭电路正常工作时，〃中的磁通量为零

B.家庭电路中使用的电器增多时，〃中的磁通量不变

C.家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D.地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起

二、非选择题

15、两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂

直，导轨右端接两个规格相同的小灯泡及一直流电阻可以不计的自感

线圈。如图所示，当金属棒/正在直导轨上向右运动时，发现灯泡

L比灯泡Lz更亮一些。试分析金属棒的运动情况。（导轨及金属棒电

阻不计）

/I

16、一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化，产生50V的自

感电动势，求线圈的自感系数.如果这个电路中的电流的变化率变为

40A/s,自感电动势又有多大？

17、如图所示，设电源的电动势为£=10V,内阻不计，/与7?的电

阻均为5Q,两灯泡的电阻均为兄=10

⑴求断开S的瞬间，灯泡L两端的电压;

⑵画出断开S前后一段时间内流过L.的电流随时间的变化规律.

18、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/的电流。电路中电灯的电阻吊=6.0Q,

定值电阻兄=2.0。，4〃间的电压勺6.0Vo开关S原来闭合,

电路处于稳定状态，在。=1.0义10一3$时刻断开开关s,该时刻前

后电流传感器显示的电流/随时间方变化的图线如图乙所示。

(1)求出线圈/的电阻用；

(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？

(3)在力2=1.6X10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多

少？

答案与解析

1、C

解析：由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁

场相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零,

所以消除了自感现象的影响。

2、C

解析：断开开关Si瞬间，线圈心产生自感电动势，阻碍电流的减小,

通过的电流反向通过灯A”灯Al突然闪亮，随后逐渐变暗，说明

I；即心〈品，故A错;题图甲中，闭合开关S”电路稳定后，

因为扁〈心，所以人中电流小于中电流，故B错；题图乙中，闭合

开关S2,灯A?逐渐变亮，而另一个相同的灯A?立即变亮，最终A?与

A3的亮度相同，说明变阻器〃与心的电阻值相同，故C对；闭合开关

S2瞬间，通过〃的电流增大，由于电磁感应，线圈〃产生自感电动势,

阻碍电流的增大，则心中电流与变阻器〃中电流不相等，故D错.

3、C

解析：闭合开关S时-，电阻火不产生感应电动势，灯泡4立刻亮起来；

流过线圈L的电流增大,产生自感电动势，阻碍电流的增大,使得流过

灯泡4的电流逐渐增大，灯泡4逐渐亮起来，故A错误。断开开关瞬

间，电感线圈/产生自感电动势阻碍电流的变化，所以£中电流的方向

不变；电感线圈£、电阻4、灯泡4、灯泡4构成自感回路，电流从右

向左通过&故B错误。闭合开关S,电路稳定后,4与4的亮度相同,

则流过4的电流等于流过A2的电流,根据欧姆定律可知电感线圈L与

A的阻值相同，故C正确。断开开关瞬间，电感线圈£、电阻个灯泡

4、灯泡4构成自感回路，电流从同一值开始缓慢减小至零，灯泡4

和灯泡4均缓慢熄灭,故D错误。

4、D

解析：当S接通,£的自感系数很大,对电流的阻碍作用较大,4和4串

接后与电源相连,4和4同时亮,随着£中电流的增大,L的直流电阻

不计，/的分流作用增大,4的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总

电流变大,4的电流增大,儿变得更亮。当S断开,4中无电流,立即熄

灭,而电感/将要维持本身的电流不变,L与4组成闭合电路,4灯要

亮一下后再熄灭,综上所述,选项D正确。

5、D

解析：根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，

电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开关S断开的瞬间，

Gi中原电流立即消失，而对于Gz所在支路，由于线圈£的自感作用，

电流不会立即消失，自感电流沿£、Gz、G的方向在由它们组成的闭

合回路中继续维持一段时间，即Gz中的电流按原方向自右向左逐渐减

为零，此时Gi中的电流和原电流方向相反，变为自左向右，且与G2

中的电流同时缓慢减为零，故选项D正确。

6、C

解析：当Si接通，S2>S3断开时，仅靠电源电压达不到灯管启动的高

压值，日光灯不能发光，A错误；当S1、S2接通，S3断开时，灯丝两

端被连通，日光灯不能发光，B错误；当日光灯正常发光后，再接通

S3,则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，D错误；只

有当Si、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2,镇流器中产生

很大的自感电动势，和电源电压一起加在灯管两端，使气体电离，日

光灯正常发光，C正确。

7、D

解析：当滑动片从4端迅速滑向夕端时，总电阻减小，总电流增大，

工产生的自感电动势阻碍电流增大，自感电流方向与原电流方向相反,

故比尸稳定在。点的电流To小；当户从〃端迅速滑向/端时，总

电流在减小，£产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原

电流方向相同，故心大于夕稳定在。点时的电流及。故D正确。

8、B

解析:该电路可以看成是左右两部分并联后再串联。S刚刚接通时，/

上的自感会使通过它的电流慢慢增大;根据变化电路的特性可知，/支

路上的电流增大时,和它并联的乙上的电流就减小,和它串联的心上

的电流就增大,所以S刚刚接通时乙先达到最亮,然后逐渐变暗,而L,

逐渐变亮,故A错误,B正确。S断开时一,线圈上和〃构成自感回路,4

不在回路中，所以S断开时,匕立刻熄灭,乙后熄灭；由于线圈L的阻值

大于小灯泡的电阻,则S闭合电路中的电流稳定时-，流过灯泡5的电

流大于流过线圈L的电流,所以S断开时,〃不会闪亮一下,故C、D错

误。

9、AC

解析：由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自

感电动势，选项A正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，由

楞次定律可知，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相

同，选项B错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，

自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，选项C正确；当线圈中

电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向

与线圈中电流的方向相同，选项D错误。

10、BD

解析：S接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电

动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，电路达到稳定，自感作用

消失，流过灯川的电流如选项B所示；S接通且电路稳定时，流过灯

A2的电流大于流过灯Ai的电流，方向是从左到右，当S断开时，线圈

人产生自感电动势，并与灯A2组成回路，产生自感电流，使流过灯A2

的电流反向，逐渐减小到零，选项D正确。

11、AD

解析:在图甲中，断开S前,灯泡心中的电流与电感£中的电流相等；

断开S后,灯泡心、电感£、电阻〃构成闭合回路，自感电流将使灯泡

继续亮一会儿，但自感电流只能在电感L中原有电流基础上减小,所

以灯泡中的电流不会比断开S前大，即灯泡的亮度不会比断开S前更

亮,选项A正确,选项B错误。在图乙中，断开S前,£中电流比灯泡Z,

中电流大，断开S后,心中自感电流通过灯泡L\,该电流大于灯泡心中

原有电流，故灯泡将比原来更亮。又由于自感不能阻止电流减小，最终

自感电流还是要减为零,故灯泡将逐渐变暗直至熄灭,选项C错误,选

项D正确。

12、ACD

解析：由于线圈的电阻可忽略不计，且自感系数足够大，在开关闭合

的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过口、D2

的电流大小相等，选项A正确，B错误。闭合开关S,电路达到稳定

时线圈短路，口中电流为零，回路中的总电阻减小，总电流增大，D2

比原来更亮，选项C正确。闭合开关S,电路达到稳定时，再将S断

开的瞬间，D2立即熄灭，线圈和口形成闭合回路，》闪亮一下后熄灭,

选项D正确。

13、BD

解析：由图可知，产生电火花的回路由导线、锂刀与电池组成，故A

错误；手执导线的另一端，在铿刀上来回划动时产生的电火花，是由

于电路时通时断，在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方

向无关，如导线端只向一个方向划动也能产生电火花，故B正确；产

生电火花的回路由导线、锂刀与电池组成，如果铿刀是绝缘体，则实

验不能完成，故C错误；自感电动势的方向与电流接通或电流断开有

关，与导线端划动的方向无关，D正确.

14、ABD

解析：当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，

方向始终相反，由于采用双线绕成，火线和零线在铁芯内部产生的磁

场大小相等，方向相反，所以心中的磁通量为零，选项A正确；当电

路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等,

方向始终相反，故〃中的磁通量还是零，即〃中的磁通量不变，选

项B正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流

很大，但大小始终相等，方向始终相反，心中的磁通量还是零，乙不

产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，选项C错误；当地面上的

人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火

线和零线中的电流大小不相等，〃中的磁通量发生变化，〃中产生感

应电流，开关K被电磁铁吸起，选项D正确。

15、解析：Lz与L和自感线圈并联，两支路电压相等，而L较亮，说

明L上的电压大于Lz支路电压，可以判定线圈中存在自感电动势，

且方向与回路电流方向相同，所以回路中电流正在减小，即正在

做减速运动。

答案：见解析

16、答案：(1)2.5H

(2)100V

△I

解析：(1)由

,口瓦・△250X0.001

倚L=~