2024-2025学年高中物理第4章电磁感应6互感和自感课后课时精练含解析新人教版选修3-2

PAGE6-互感和自感时间：40分钟满分：100分一、选择题(每小题6分，共60分)1．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()A．线圈的自感系数越大，自感电动势肯定越大B．线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变更越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯确定答案D解析自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变更率有关，故A错误；线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯确定的，与有无电流、电流变更状况都没有关系，故B、C错误，D正确。2．如图是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压。在测量完毕后，将电路拆除时应()A．先断开K1 B．先断开K2C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R答案A解析若先断开开关K2或先拆去电流表或先拆去电阻R，因为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，所以试验完毕应先断开开关K1。3．(多选)用电流传感器可以清晰地演示通电自感对电路中电流的影响，不肯定要用两个灯泡作对比。电流传感器的作用相当于一个电流表，试验就用电流表的符号表示。它与电流表的一个重要区分在于，传感器与计算机相结合能够即时反映电流的快速变更，并能在屏幕上显示电流随时间变更的图象。先按图甲连接电路，测一次后，拆掉线圈，然后按图乙连接电路再测一次，得到(a)、(b)图象。则下列说法正确的是()A．(a)图象是对应甲测得的B．(a)图象是对应乙测得的C．(b)图象是对应甲测得的D．(b)图象是对应乙测得的答案AD解析电路甲中电流在开关闭合后，由于自感电动势作用，渐渐增加至最大；电路乙中电流在开关闭合后，马上增至最大，所以A、D项正确。4．(多选)某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势变更方向的时刻有()A．第1s末B．第2s末C．第3s末D．第4s末答案BD解析线圈中的磁通量与电流的大小成正比，依据法拉第电磁感应定律，E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，当磁通量变更的方向发生变更时，即电流变更的方向发生变更时，感应电动势与感应电流的方向才发生变更，所以线圈中自感电动势变更方向的时刻有第2s末和第4s末。故A、C错误，B、D正确。5．(多选)如图所示电路中，A、B是相同的两个小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计。调整滑动变阻器R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关闭合和断开时()A．两灯同时亮、同时熄灭B．闭合S时，B比A先达到正常发光状态C．断开S时，A、B两灯都不会马上熄灭，通过A灯的电流方向与原电流方向相同D．断开S时，A灯肯定马上熄灭答案BC解析闭合开关S时，通过线圈的电流增大，导致线圈出现自感电动势，从而阻碍灯泡A的电流增大，而灯B马上亮，B灯比A灯先达到正常发光状态，故A错误，B正确；断开开关S时，线圈L产生自感电动势，阻碍电流减小，并与A、B灯串联构成回路，所以通过两灯的电流相同，两灯会同时渐渐熄灭，不会马上熄灭，且通过A灯的电流方向与原电流方向相同，C正确，D错误。6．如图所示，L是一个带有铁芯的线圈，灯正常发光，当S断开时，出现的状况是()A．灯马上熄灭B．灯渐渐熄灭C．灯比原来更亮一些，再渐渐熄灭D．灯比原来更亮一些，再突然熄灭答案A解析当电流发生变更时，产生自感电动势，只有当线圈处于闭合回路中才会产生感应电流，灯才会渐渐熄灭。当S断开时，虽然有自感电动势，但不存在闭合回路，故灯马上熄灭，正确选项为A。7.如图所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑片P从A端快速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端快速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则()A．I1＝I2＝I0 B．I1>I0>I2C．I1＝I2>I0 D．I1<I0<I2答案D解析当滑片从A端快速滑向B端时，总电阻减小，总电流增大，L产生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I1比P稳定在C点时的电流I0小；当P从B端快速滑向A端时，总电流减小，L产生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I2大于P稳定在C点时的电流I0。故D正确。8.在同一铁芯上围着两个线圈A、B，两电源相同，单刀双掷开关原来接在点1，现在把它从点1扳向点2，如图所示，试推断在此过程中，在电阻R上的电流方向是()A．先是P→Q，再是Q→PB．先是Q→P，再是P→QC．始终是Q→PD．始终是P→Q答案A解析单刀双掷开关接在点1上时，A线圈中的电流恒定不变，在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左。当单刀双掷开关由点1扳向点2的过程中，通过线圈A中的电流，先沿原方向减小到零，再沿原方向由零增大到原来大小，所以B中产生的感应电流分两个阶段分析：(1)断开点1的瞬间，在A中电流沿原方向减小到零，A的磁场自右向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量在减小。由楞次定律知，线圈B中会产生感应电流，流过电阻R的电流方向是P→Q；(2)接上点2的瞬间，在A中电流沿原方向由零增大到原来大小，A的磁场自右向左也跟着增加，导致穿过线圈B的磁通量在增大。由楞次定律知，线圈B中会产生感应电流，通过电阻R的电流方向是Q→P。综上分析知，全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q，然后是Q→P，所以A正确。9.(多选)如图所示，是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则()A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．假如断开B线圈的开关S2，无延时作用D．假如断开B线圈的开关S2，延时将变长答案BC解析线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消逝。当S1闭合时，线圈中的A磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场接着吸引D而起到延时的作用，所以B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误。10．[2024·北京高考]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。试验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后渐渐变暗；闭合开关S2，灯A2渐渐变亮，而另一个相同的灯A3马上变亮，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中电流相等答案C解析题图1中，断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过灯A1，灯A1突然闪亮，随后渐渐变暗，说明电路稳定时IL1>IA1，即RL1<RA1，A、B错误；题图2中，闭合开关S2，灯A2渐渐变亮，而另一个相同的灯A3马上变亮，最终A2与A3的亮度相同，说明变阻器R与L2的电阻值相同，C正确；题图2中，闭合S2瞬间，通过L2的电流增大，由于线圈L2产生自感电动势，阻碍电流的增大，而通过变阻器R和灯A3中的电流马上增大到稳定时大小，故L2中电流小于变阻器R中电流，D错误。二、非选择题(共2小题，40分)11．(20分)如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5Ω，R2＝7.5Ω，L为自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻可以忽视。闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4A。试求电源的电动势和内阻。答案3V5Ω解析闭合开关S的瞬间，R1和R2串联接入电路，由闭合电路欧姆定律得I1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)，电路稳定后，R2被短路，则I2＝eq\f(E,R1＋r)，由以上两式联立，代入数值解得：E＝3V，r＝5Ω。12．(20分)如图所示是一种触电爱护器，变压器A处用双股相线(火线和零线)平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能马上推动继电器J切断电源，则：(1)增加开灯的盏数，能否导致切断电源？并说明理由；(2)双手分别接触火线和零线，能否导致切断电源？并说明理由；(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？并说明理由。答案(1)不能理由见解析(2)不能理由见解析(3)能理由见解析解析解答本题时应按以下思路分析：(1)不能。因A处线圈是采纳的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零不发生变