2.4互感和自感（原题版）

2.4互感和自感姓名：___________班级：___________1．物理教材中给出的自感电动势大小的表达式为，自感系数L的单位为亨利（符号为H），通过该表达式推导出的L的单位为（）A． B． C． D．2．如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供220V的交流电压，手表端获得5V的交流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（）A．底座与手表上的线圈匝数之比肯定为44∶1B．无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象C．充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力D．底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了3．图甲、图乙是演示自感现象的实验电路，实验现象明显。下列说法中正确的是（）A．在图甲中，开关S闭合时两灯泡同时亮B．在图甲中，仅去掉铁芯后线圈的电感增大C．在图乙中，开关S断开时线圈中产生自感电动势D．在图乙中，开关S断开时灯泡中电流方向不改变4．如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是（）A．充电基座线圈接的电源是恒定的直流电B．充电基座线圈接的电源必须是交流电且，都闭合才能充电C．两个线圈中电流的频率可能不同D．两个线圈中电流大小一定相同5．如图所示为在充电底座上进行无线充电，充电底座装有发射线圈，里装有接收线圈，它们之间利用电磁感应现象实现给的无线充电，则发射线圈中通的电流是（）A．较大的恒定电流 B．较小的恒定电流C．变化的电流 D．恒定电流和变化的电流都有6．物理老师在演示《观察开关断开时灯泡的亮度》即断电自感的实验时，按课本上的电路连接电路，如图甲所示。E为学生电源，A为小灯泡，L为电感线圈，使用可拆卸变压器的线圈接入电路，S为开关。如图乙左侧的线圈（已经安装在铁芯上）。实验时接入线圈的匝数是800匝。线圈的电阻不可忽略，匝数有200、800、1600三种可选。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S。预期效果是断开开关瞬间灯泡“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后逐渐熄灭，但实验时没有观察到“闪亮”现象。为了观察到明显的“闪亮”现象，下列措施中可行的是（）A．更换一个电动势更大的电源B．将线圈从铁芯上取出，即去掉铁芯C．将接入电路的线圈匝数调整为1600匝D．将接入电路的线圈匝数调整为200匝7．如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号，车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因类似于（）A．将铁芯放入通电线圈 B．增大通电线圈的面积C．增加通电线圈的匝数 D．加大对通电线圈的压力8．（多选题）一款无线充电的送餐机器人的充电原理如图所示，地面供电装置将电能传输至安装于机器人底部的感应装置中，从而给机器人充电。下列说法中正确的是（）A．该无线充电过程利用了电磁感应的原理B．地面供电装置接入的是恒定电流C．地面供电装置会产生随时间变化的磁场D．充电时，穿过感应装置中线圈的磁通量是恒定不变的9．（多选题）相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（）A．电感线圈的直流电阻不可忽略B．断开开关S后，电灯、电流大小始终相等C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关10．如图所示，我国高铁车厢上方的“受电弓”沿着高压（25kV）接触线滑行，为电力机车提供稳定的电能。然而在有冻雨或者电线结冰等气象条件下，受电弓和接触线之间往往会接触不良，导致受电弓在高速滑行的过程中容易出现冲击和离线状态，甚至会跳出电火花。这些电火花产生的原因是（）A．摩擦生热B．电线上的静电放出C．受电弓的通电瞬间的自感现象D．受电弓的断电瞬间的自感现象11．类比是一种常用的研究方法。在研究雨滴下落的问题时，我们建立如下的力学模型：假定质量为m的雨滴受到的空气阻力，比例系数为k，由静止下落的雨滴将做变速运动。取雨滴刚要下落的瞬间为，为了研究速度v与时间t的函数关系，可以列出牛顿第二定律：，即速度v总满足：。在研究自感现象时，电动势为E、内阻可忽略不计的直流电源与电阻为R的小灯泡、自感线圈L连成闭合回路，如图甲所示。取开关刚闭合的瞬间为，为了研究电路中的电流i与时间t的函数关系，也可以根据自感电动势满足的规律列出下列方程：。两个方程形式类似，这说明函数与函数都遵循相似的数学规律。因此就可以通过我们熟悉的雨滴下落过程中的一些结论来研究自感现象。根据以上材料，判断下列说法中错误的是（

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A．雨滴下落的过程中，时；在图甲所示的电路中，时B．雨滴下落的过程中，最大速度；在图甲所示的电路中，最大电流C．雨滴下落的过程中，随着速度不断增大，加速度不断减小；在图甲所示的电路中，随着电流不断增大，电流随时间的变化率不断减小D．图乙所示的电路只是把图甲中的自感线圈L换成电容C，其他条件都不变，则电容器两端的电压与时间t的函数关系也满足如下方程：12．（多选题）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（）A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用C．正常用电时，M和N两点之间没有电压D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压13．（多选题）电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（）A．甲图，一铁块放入通有交流电的线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红B．乙图，电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽C．丙图，磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动D．丁图，无线充电中的发射线圈接入恒定电流也能实现充电14．（多选题）某同学用如图所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。时刻闭合开关S，测得通过不同元件的电流随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）A．图甲对应的元件为小灯泡 B．图乙对应的元件为定值电阻C．图丙对应的元件为电感线圈 D．图丁对应的元件为电容器15．观察图片回答下列问题：（1）自感电动势也是感应电动势，设线圈的匝数为n，穿过线圈的磁通量为Φ，试写出自感电动势E的表达式。（2）实验表明，电流激发的磁场的强弱正比于电流的强弱，则自感电动势的大小与电流的变化有什么关系？（3）如果用L表示（2）中表达式的系数，写成等式，试分析L的大小可能与什么有关。16．类比是研究问题的常用方法（1）情境1：如图甲所示，将一弹簧振子放置在光滑的水平面上，以弹簧处于原长时物块所处位置为坐标原点O、水平向右为正方向建立x轴。当振子偏离平衡位置的位移为x时，其回复力为；而、、，可以得到振子位移x随时间t变化的方程为（①式）。将物块从O点右侧某一位置由静止释放并开始计时，在图乙所示的坐标系中定性画出弹簧振子的位移x随时间t变化的图像。（2）情境2：如图甲所示，电源的电动势为E，内阻不计；电容器的电容为C，自感线圈的自感系数为L，电阻不计，开关S先接1，给电容器充电；然后将开关接2，发现电容器极板的电荷量随时间t的变化规律与情境1中振子位移x随时间t的变化规律类似。a.类比①式，写出电荷量随时间t的变化方程；b.从开关S接2瞬间开始计时，在图乙所示的坐标系中定性画出电容器上极板的电荷量随时间t变化的图像。（3）质量是物体做机械运动时惯性大小的量度，在电磁现象中也存在“惯性”。在情境2中，哪个物理量可用来度量电磁“惯性”的大小？1．（2024·浙江·高考真题）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（）A．， B．， C．， D．，2．（2023·北京·高考真题）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（

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A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭3．（2021·浙江·高考真题）一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气（）的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值的细导线绕制、匝数的圆环形螺线管，细导线的始末两端c、d与阻值的电阻连接。螺线管的横截面是半