高中物理 第4章 电磁感应 第6节 互感和自感教材习题点
【2020】最新高中物理第四章电磁感应6互感和自感分层训练新人教版选修3-2
答案：B
B级 提能力
7．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，采用双线并绕的方法，如图所示．其道理是( )
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
IL＝ ＝ A＝1 A，
流过L1的电流为IS＝ ＝ A＝0.5 A，
断开S的瞬间，由于线圈要想维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1A，所以此时L1两端的电压U＝IL·RS＝10V(正常工作时为5V)．
(2)断开S前，流过L1的电流为0.5A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1A，而方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图象如图所示(t0为断开S的时刻)．
解析：S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮；由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，A1后亮．A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样，故A正确，B不正确；S断开时，L和A1、A2组成串联的闭合回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失，使A1和A2过一会才熄灭，故D选项正确．
答案：A
11．如图所示，设电源的电动势为E＝10V，内阻不计，L与R的电阻值均为5Ω，两灯泡的电阻值为RS＝10Ω.
(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；
(2)画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．
解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等．导线ab上无电流通过，因此通过L的电流为：
答案：AD
高中物理 第四章 电磁感应 自感与互感练习汇总
广东省汕头市澄海中学高中物理第四章电磁感应自感与互感练习新人教版选修3-2【知识概要】一、互感1、当一个线圈中，在另一个线圈中产生的现象，称为。
互感现象中产生的感应电动势，称为。
二、自感1、实验一：当开关闭合时实验现象：灯泡A2 ，跟线圈L串联的灯泡A1 。
原因分析：2、实验二：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。
实验现象：S断开时，A 灯。
二、自感现象1、由于导体本身的而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
2、自感现象中产生的电动势叫。
自感电动势的作用：阻碍导体中。
注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。
三、自感系数1、自感电动势的大小：2、自感系数 L－简称自感或电感3、自感物理意义：（1）决定线圈自感系数的因素：实验表明，，，，自感系数越大。
另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
（2）自感系数的单位：，简称，符号是。
常用单位：毫亨（m H）微亨（μH）【课堂例题】【例1】如图4-6-2示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（）A.合上开关K接通电路时A2先亮，A1后亮最后一样亮B.合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭D.断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭【例2】图4-6-3为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的，现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从端到端，这个实验是用来演示现象。
【例3】一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈（）A．自感系数也将均匀增大 B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量也将均匀增大 D．自感系数，自感电动势都不变【例4】、如图4-6-4所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“-”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“+”接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际（）A．G1指针向左摆，G2指针向右摆B．G1指针向右摆，G2指针向左摆C．G1、G2的指针都向左摆D．G1、G2的指针都向右摆【例5】如图4-6-5所示的两个线圈A和B并排放置，当A线圈的电键S闭合的瞬时，B线圈中因磁通量增加而产生感应电流。
第四章 第6节 互感和自感
互感和自感
知识点 1 互感现象
1．定义
如图 4－6－1 所示，由一个线圈中的电流发生变化而使其 他与之不相连的线圈产生感应电动势的现象，这种感应电动势 叫做互感电动势.
图 4－6－1
2．实质 如图 4－6－1 所示，当线圈 L1 中的电流发生变化，使线圈 L2 中的磁通量发生了变化，引起了感应电流，它的感应电流的 磁场又会重新引起线圈 L1 的变化，使它们的磁路交织在一起而
【触类旁通】
3．(双选)如图 4－6－7 所示，电路中 L 为一电感线圈，ab 支路和 cd 支路电阻相等，则( )
A．刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的 示数
B．刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 C．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数 D．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 图 4－6－7
图 4－6－8
解析：由题图可知，S 闭合时，流过灯泡、线圈 L 的电流
方向都自左向右，在 S 断开的瞬间，流过 L 的电流大小仍为2 A，
方向仍从左向右，它与灯泡构成串联回路，故流过灯泡的电流 大小变成 2 A，方向变成由右向左，然后逐渐减小为零，D 正确． 答案：D
【触类旁通】 4．紧靠在一起的线圈 A 与 B 如图 4－6－9 甲所示，当给 线圈 A 通以图乙所示的电流(规定由 a 进入，b 流出为电流正方 向)时，则线圈 B 两端的电压变化应为下图中的( )
【例 1】如图 4－6－2 所示，E 为电源，L 是电阻可忽略不 计、自感系数足够大的线圈，D1、D2 是两个规格相同的灯泡，
S 是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法不正确的是
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第6节互感和自感1．两个相互靠近的线圈，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，这种现象叫互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．2．当一个线圈中的电流发生变化时，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，同时也在其本身激发出感应电动势，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流增大；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍电流的减小．3．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的( )A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量也将均匀增大D．自感系数和自感电动势不变答案CD解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故C项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势E L＝L ΔIΔt，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，D项正确．4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )A．自感电动势越大，自感系数也越大B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大D．电感是自感系数的简称答案 A解析自感系数是由线圈本身的特性决定的．线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大．另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多．5．如图1所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S 的瞬间会有( )图1 A ．灯A 立即熄灭B ．灯A 慢慢熄灭C ．灯A 突然闪亮一下再慢慢熄灭D ．灯A 突然闪亮一下再突然熄灭答案 A解析 当开关S 断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L 与灯A 串联，在S 断开后，不能形成闭合回路，因此灯A 在开关断开后，电源供给的电流为零，灯就立即熄灭．【概念规律练】知识点一 对自感现象的理解1．关于自感现象，正确的说法是( )A ．感应电流一定和原来的电流方向相反B ．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C ．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D ．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大答案 D解析 当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时与原来的电流同向，故选项A 错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B 错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关．故选项C 错误；结合选项B 的错误原因可知，选项D 正确．点评 自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．2．关于线圈的自感系数、自感电动势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因素决定．E 自∝ΔI Δt，而不是E 自∝ΔI ，C 对，A 、B 错．线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，D 错．点评 电流的变化量ΔI 不等同于电流的变化率ΔI Δt ，E ∝ΔI Δt而不是E ∝ΔI .自感系数仅和线圈本身有关．知识点二 通电自感和断电自感3．如图2所示电路中，A 、B 是完全相同的灯泡，L 是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )图2A．当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮B．当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮C．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭D．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变答案 C解析当开关S闭合时，电路中电流增加，由于线圈的自感作用，其中产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；之后线圈相当于一段导线，将A 灯短路，A灯熄灭，因B灯所加电压增加而变得更亮．点评开关闭合时，线圈自感电动势与电源电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．4．在如图3所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S 后灯A正常发光．则下列说法中正确的是( )图3A．当断开S时，灯A立即熄灭B．当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭C．用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭D．用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭答案BC解析在S断开的瞬间，L与A构成闭合回路，灯A不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据P＝I2R可知，灯A能否闪亮，取决于S断开的瞬间，流过A的电流是否更大一些．在断开S的瞬间，灯A中原来的电流I A立即消失．但灯A和线圈L组成一闭合回路，由于线圈L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果I L>I A，则灯A熄灭之前要闪亮一下；如果I L≤I A，则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于I L和I A的大小关系，由R A和R L的大小关系决定：若R A>R L，则I A<I L，灯将闪亮一下；若R A≤R L，则I A≥I L，灯将逐渐熄灭．点评开关断开时，原电源不提供电流，若线圈形成回路，则自感电动势会通过回路形成电流，因此断电时线圈起到瞬间电源的作用．【方法技巧练】一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧5．在图4甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )图4A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗答案AD解析甲图中，灯泡A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S 时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，灯泡A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此，灯泡渐渐变暗．乙图中，灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，电感线圈相当于一个电源给灯A供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过A 的电流是从I L开始逐渐变小的，所以灯泡要先亮一下，然后渐渐变暗，故选项A、D正确．方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．6．如图5所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是( )图5答案 D解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小为零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对．方法总结解图象问题时，先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系；其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素来确定图象．二、两类自感的综合分析方法7．如图6所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )图6A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮B．S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2逐渐变得更亮；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才熄灭答案 D解析当S接通时，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串接后与电源相连，L1和L2同时亮，随着L中电流的增大，L的直流电阻不计，L的分流作用增大，L1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，L2的电流增大，L2灯变得更亮．当S断开时，L2中无电流，立即熄灭，而电感L将要维持本身的电流不变，L和L1组成闭合电路，L1灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项D正确．方法总结当电路中有电感L时，若电路中的电流发生变化，电感L的作用总是阻碍电流的变化．当电路稳定时，电感L相当于一段导体．若电感L中有直流电阻，则相当于电阻；若无直流电阻，则它相当于一根短路导线．8．如图7所示电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是( )图7A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会熄灭C．L1中的电流始终从a到bD．L2中的电流始终从c到d答案 A解析闭合S时，L2中立即有从d到c的电流，先亮，而线圈由于自感作用，线圈中产生与原电流相反的自感电动势，对原电流大小起到阻碍作用，通过线圈的电流逐渐增加，所以L1逐渐变亮，电路稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所以最后L1、L2一样亮．断开S时，L2中由电源提供的电流瞬间消失，但是L中的电流由于自感的阻碍作用将逐渐减小，方向不变，使线圈与L2、L1形成回路，因此L1、L2将过一会儿同时熄灭．L1中的电流始终由b到a，L2中的电流先由d到c，后由c到d.方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大，断电时电流由有到无逐渐减小．1．关于自感电动势的大小和方向，下列说法中正确的是( )A．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流越大，产生的自感电动势越大B．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大C．自感电动势的方向总与原电流的方向相反D．当通过导体的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同答案BD2．某线圈通有如图8所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )图8A．第1 s末 B．第2 s末C．第3 s末 D．第4 s末答案BD解析在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反．在0～1 s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1 s～2 s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2 s～3 s、3 s～4 s内可得正确选项为B、D.3．如图9所示是演示自感现象的实验电路图．下列说法中正确的是( )图9A.在断开开关S后的一段短暂时间里，A中仍有电流通过，方向为a→bB.在断开开关S后的一段短暂时间里，L中仍有电流通过，方向为a→bC．在断开开关S后，原存储在线圈内的大部分磁场能将转化为电能D．在断开开关S后，原存储在线圈内的大部分磁场能将转化为化学能答案BC b，在灯A中为b→b，在灯A中为b→a；断开开关后，灯泡要逐渐熄灭，电流减小，磁场能转化为电能．4．如图10所示，对于原来闭合的开关S突然断开的瞬间，会看到灯A更亮的闪一下再熄灭．设S闭合时，灯中电流为I灯，线圈L中电流为I L，断开瞬间灯A中电流为I灯′，线圈L中电流为I L′，则( )图10A．I灯<I灯′，I L≥I L′B．I灯＝I灯′，I L≤I L′C．I灯<I灯′，I L<I L′D．I灯>I灯′，I L≤I L′答案 A解析本题的关键是要认清产生自感现象的根本原因，断开S的瞬间，因为I L的减小才产生自感电动势，自感电动势阻碍I L的减小，因此流过线圈L的电流只能是减小而不能是增大，断开瞬间有I L≥I L′，这时L和灯A组成的闭合回路是串联的，在自感电动势的作用下使I L′流过灯A，故I灯′＝I L′.虽然I L′是减小的，但在开始断开的一小段时间内还是比灯A原来的电流I灯大，则有I灯<I灯′，使灯A在S断开瞬间闪亮一下才熄灭．5．在如图11所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点在刻度盘的中央．当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是( )图11A．G1指针向右摆，G2指针向左摆B．G1指针向左摆，G2指针向右摆C．两指针都向右摆D．两指针都向左摆答案 D解析电路接通且稳定时，两支路均有自左到右的电流．当开关断开的瞬间，无自感线圈的支路则没有自感电流产生．有自感线圈的支路产生阻碍原电流变化的自感电流，且这一自感电流将通过能与它形成回路的各支路．此题中开关断开的瞬间，电路电流减小，故L 将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化．且此时开关断开，L所在支路只能与R所在支路串联形成回路，则自感电流自右至左流经R所在支路．6．如图12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直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )图12A．先断开开关S1B．先断开开关S2C．先拆去电流表D．先拆去电阻R答案 B解析b，表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S 1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，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏表．而先断开S 2，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S 2.→b，表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S 1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，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏表．而先断开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S2.7．如图13所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S闭合，下面说法正确的是( )图13A．B、C灯同时亮，A灯后亮B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化答案 B8．如图14所示，灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R，L是自感系数很大的线圈．当S1闭合，S2断开且电路稳定时，A，B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是( )图14A．B灯立即熄灭B．A灯将比原来更亮一下后再熄灭C. 有电流通过B灯,方向为c→dD. 有电流通过A灯,方向为b→a答案AD解析 S2断开而只闭合S1，稳定时，A，B两灯一样亮,可知线圈L的电阻也是R。
2021_2022版高中物理第四章电磁感应6互感和自感课时练习含解析新人教版选修3_22021031
互感和自感(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列说法中正确的是( )A.线圈中电流均匀增大,磁通量的变化率也将均匀增大B.线圈中电流减小到零,自感电动势也为零C.自感电动势的方向总是与原电流方向相反D.自感现象是线圈自身电流变化而引起的电磁感应现象【解析】选D。
因为电流均匀增大,产生的磁场强度也均匀增大,所以磁感应强度也均匀增大,磁通面积不变,所以磁通量也线性变化,但磁通量的变化率却不变,故A错误;根据E=L可知,电流减小到零,自感电动势可以不变,故B错误;由楞次定律知产生的自感电动势,可与原电流方向相反,可与其相同,故C错误;根据感应电流产生条件,则自感现象是线圈自身电流变化而引起的电磁感应现象,故D正确。
2.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象,采用如图所示的双线绕法,其理由是( )A.电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消B.电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消C.电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消D.电路中电流变化时,电流的改变量互相抵消【解析】选C。
两个线圈中的电流大小相等,线圈匝数相等,并且铁芯相同,所以每个线圈产生的磁场强度相同。
由于两个线圈的绕向相同,但电流方向相反,所以其磁场方向相反。
两者磁性强度相同,磁场方向相反,相互抵消,所以螺旋管内没有磁场,两股导线中原电流的磁通量相互抵消。
故选C。
3.某同学在做如图所示的自感实验中,灯泡两端并联了自感系数L很大的自感线圈,其直流电阻大于灯泡电阻。
关于该实验,下列说法正确的是( )A.S接通瞬间,灯泡会逐渐变亮B.S接通稳定时,灯泡会熄灭C.S断开后的瞬间,灯泡的电流从右向左D.S断开后,灯泡会闪亮一下再熄灭【解析】选C。
闭合开关的瞬间,电压直接加到灯泡两端,所以灯泡立即亮;由于线圈中自感电动势的阻碍,流过线圈的电流逐渐增大,闭合开关稳定后,自感作用消失,通过灯泡的电流比开始时略小,但灯泡不会熄灭,故A、B错误;闭合开关,待电路稳定后断开开关,线圈产生的自感电动势维持自身的电流且逐渐减小,线圈与灯泡构成自感回路,电流的方向从右向左流过灯泡,灯泡逐渐熄灭;由于线圈的直流电阻大于灯泡电阻,则电路中的电流稳定时灯泡中的电流大于线圈中的电流,线圈产生的自感电动势维持自身的电流且逐渐减小,所以灯泡逐渐熄灭,不会闪亮一下,故C正确,D错误。
人教版选修32019-2020学年高中物理第四章6互感和自感训练(含解析)
6 互感和自感课时过关·能力提升基础巩固1.(多选)通过一个线圈的电流在均匀增大时,这个线圈的 ()A.自感系数也将均匀增大B.自感电动势也将均匀增大C.磁通量也将均匀增大D.自感系数和自感电动势不变解析:线圈的磁通量与电流大小有关,电流增大,磁通量增大,故C项正确;而自感系数由线圈本,与自感系数和电流变化率有关,对于给定的线身决定,与电流大小无关;自感电动势E L=LΔLΔL圈,L一定,已知电流均匀增大,说明电流变化率恒定,故自感电动势不变,D项正确。
答案:CD2.(多选)下列说法正确的是()A.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靠得较近的线圈中产生感应电动势,这种感应电动势叫作互感电动势B.当通过导体本身的电流发生变化时,在它本身激发出的感应电动势叫作自感电动势C.自感电动势总是与原电流的方向相反D.自感电动势总是与原电流的方向相同解析:根据互感与自感电动势的定义可知A、B正确。
自感电动势的方向与原电流方向关系遵守楞次定律,即当原电流增加时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同。
答案:AB3.(多选)在如图所示的电路中,带铁芯的、电阻比灯泡的电阻小的线圈L与灯A并联,当合上开关S后灯A正常发光。
则下列说法正确的是()A.当断开S时,灯A立即熄灭B.当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭C.用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A逐渐熄灭D.用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭解析:在S断开的瞬间,L与A构成闭合回路,灯A不会立即熄灭。
问题是“小灯泡在熄灭之前是否闪亮一下”这一点如何确定。
根据P=I2R可知,灯A能否闪亮,取决于S断开的瞬间,流过A的电流是否更大一些。
在断开S的瞬间,灯A中原来的电流I A立即消失,但灯A和线圈L组成一闭合回路,由于线圈L的自感作用,其中的电流I L不会立即消失,它还要通过回路维持短暂的时间。
高中物理第四章电磁感应互感和自感强化演练新人教版选修.doc
第四章 第6节 互感和自感课后强化演练一、选择题1．(2017·赣州模拟)如图所示电路中，自感系数较大的线圈L 的直流电阻不计，下列操作中能使电容器C 的A 板带正电的是( )A ．S 闭合的瞬间B ．S 断开的瞬间C ．S 闭合电路稳定后D ．S 闭合后，向左移动变阻器触头解析：S 闭合瞬间，由于线圈L 的自感作用，阻碍电流增大，相当于断路，电源给电容器充电，B 板带正电，A 选项错误；S 断开瞬间，线圈由于自感作用，相当于电源，产生自感电动势，阻碍电流减小，对电容器反向充电，A 板带正电，B 选项正确；S 闭合电路稳定后，L 的电阻为零，C 两端无电压，C 选项错误；S 闭合后，向左移动滑动变阻器触头，电流增大，自感线圈阻碍电流增大，继续对电容器充电，B 板带正电，D 选项错误．答案：B2．如图所示，多匝线圈的电阻和电池的内阻可以忽略，两个电阻器的阻值都是R ，电键S 原来断开，电流I 0＝E 2R，现合上电键将一个电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这自感电动势( )A ．有阻碍电流的作用，最后电流由I 0减少为零B ．有阻碍电流的作用，最后总小于I 0C ．有阻碍电流增大作用，因而电流保持为I 0不变D ．有阻碍电流增大作用，但电流最后还是要增大到2I 0解析：合上电键将电阻器短路，使得电路中的电流增加，线圈中产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势将要阻碍原电流的增大，最终电路稳定时，电路中的电流为 I ＝E R＝2I 0，故最后电流慢慢增加到2倍，故A 、B 、C 选项错误；D 选项正确．答案：D3．(2017·任城区期中)如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L上的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光．某时刻将电键断开瞬间，下列说法正确的是( )A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭B．a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C．b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭D．b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭解析：电键K闭合，电路稳定后，电感线圈相当于导线，流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流，电键K断开瞬间，电感线圈发生自感现象，相当于电源，b点为正极，b点电势高于a点，产生自感电动势阻碍A、B、C灯中电流减小，电流从原来A灯的电流值开始减小，B、C灯闪亮一下缓慢熄灭，A灯不会闪亮，C选项正确．答案：C4．(多选)(2017·成都市龙泉驿区月考)在如图所示的实验电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上电键K，灯A正常发光，则下列说法正确的是( )A．当断开K时，灯A立即熄灭B．当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭C．若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开K时，灯A立即熄灭D．若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭解析：当断开K时，流过线圈L的电流减小，发生自感现象，相当于电源，故灯泡反而会更亮一下后熄灭，A选项错误，B选项正确；若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，则不会发生自感现象，断开K时，灯A立即熄灭，C选项正确，D选项错误．答案：BC5．如图所示，S闭合后，流过线圈L的电流恒为i1，流过灯泡A的电流恒为i2，且i1＞i2.在t1时刻将S迅速断开，在较短一段时间内流过灯泡的电流随时间变化的图象是( )解析：闭合电键，电路稳定后，流过灯泡的电流i2恒定不变，电键S断开瞬间，线圈L 阻碍电流的减小，发生自感现象，线圈L相当于电源，通过灯泡A的电流从i1逐渐减小，方向与i2相反，D选项正确．答案：D6．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同．由于存在自感现象，在开关S闭合和断开时，灯A和B先后亮暗的顺序是( )A．闭合时，A先达最亮；断开时，A后暗B．闭合时，B先达最亮；断开时，B后暗C．闭合时，A先达最亮；断开时，A先暗D．闭合时，B先达最亮；断开时，B先暗解析：开关S闭合时，由于自感作用，线圈L中自感电动势较大，电流几乎全部从灯A 中通过，而该电流又同时分路通过灯B和R，所以灯A先达最亮，经过一段时间稳定后灯A 和灯B达到同样亮；开关S断开时，电源电流立即为零，灯B立即熄灭，由于L的自感作用，灯A要慢慢熄灭．综上所述A项正确．答案：A二、非选择题7.如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势是6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差．解析：当S断开时，线圈中出现的自感电动势阻碍原电流的减小，因此电动势方向与线圈中原电流方向相同，即L的右端电势高于左端电势，由于S断开时a、b两点间断路，相当于电阻很大，所以整个回路中由电动势造成的电势差集中在a、b两点间，φb－φa＝E＋E′＝6 V＋100 V＝106 V，即a点的电势比b点低106 V.答案：106 V8.在如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5 Ω，R2＝7.5 Ω，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2 A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4 A．求电源的电动势和内阻．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＝ER1＋R2＋r，即0.2＝E2.5＋7.5＋r，电路稳定后，R2被短路，I2＝ER1＋r，即0.4＝E2.5＋r，由以上式子解得：E＝3 V，r＝5 Ω. 答案：3 V 5 Ω。
高中物理第四章电磁感应6互感和自感分层训练新人教版选修
6 互感和自感A级抓基础1．关于线圈中的自感电动势的大小，下列说法正确的是( )A．跟通过线圈的电流大小有关B．跟线圈中的电流变化大小有关C．跟线圈中的磁通量大小有关D．跟线圈中的电流变化快慢有关解析：自感电动势也是电磁感应定律的一种特殊情况，磁通量通过自身时，也要产生阻碍其变化的感应电流．根据自感电动势E＝n ΔIΔt可知，选项D正确．答案：D2．(多选)关于自感现象，下列说法中正确的是( )A．感应电流不—定和原电流方向相反B．线圈中产生的自感电动势较大，则其自感系数一定较大C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大D．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大解析：自感电流总是阻碍原电流的变化．当线圈中的电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同；当线圈中的电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，故A正确．线圈的自感系数由线圈本身的因素决定，故B错误．自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关，即：E＝L ΔIΔt，故C错误，D正确．答案：AD3．(多选)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是( )A．合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭解析：S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮；由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，A1后亮．A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样，故A正确，B 不正确；S断开时，L和A1、A2组成串联的闭合回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失，使A1和A2过一会才熄灭，故D选项正确．答案：AD4．(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，这时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B．灯泡变亮C．螺线管缩短D．螺线管伸长解析：当软铁棒插入螺线管中，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，这样电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流作用力减小，故螺线管伸长．答案：AD5．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电路的瞬间会有( )A．灯泡立刻熄灭B．灯泡慢慢熄灭C．闪亮一下后再慢慢熄灭D．闪亮一下后突然熄灭解析：当电路断开时，由于通过线圈的电流从有到无，线圈将产生自感电动势，但由于线圈与灯泡不能构成闭合回路，因此灯泡立刻熄灭．答案：A6．如图所示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，将电路解体时应( )A．先断开S1B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电阻R解析：S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.答案：BB级提能力7．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，采用双线并绕的方法，如图所示．其道理是( )A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D．以上说法都不对解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确．答案：C8．图中电感线圈L的直流电阻为R L，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计，当开关S 闭合且稳定后，电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央)，则当开关S断开时，下列说法中正确的是( )A．G1、G2的指针都立即回到零点B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点C．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点D．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点解析：S闭合且稳定时，通过电流表G1、G2两条支路的电流均由左向右．断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，等效电路如图所示．显然，断开S 后，在E自的作用下，回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经电流表G2支路的电流方向变为由右向左．由于这段时间内E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的．答案：B9．(多选)如图所示的电路中，灯泡L A、L B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大．先接通S，使电路达到稳定，再断开S.对于电流随时间变化的图象，下列正确的是( )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，自感作用消失，电路达到稳定，流过灯泡L A的电流如选项B所示；S接通且电路稳定时，流过灯泡L B的电流大于流过灯泡L A的电流，方向是从左到右，当S断开时，线圈L产生自感电动势，并与灯泡L B组成回路，产生自感电流，使流过灯泡L B的电流反向，并突然减小，从断开前流过线圈的电流大小开始逐渐减小到零，选项D正确．答案：BD10．如图所示的电路，线圈L的电阻不计，则( )A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈电阻不计．电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电解析：S闭合瞬间，由于通过电感线圈的电流为零，电容器被充电，A板带正电，B板带负电；S保持闭合，电容器被短路，不带电；S断开瞬间，线圈产生自感电动势，给电容器充电．根据电流方向判断，A板带负电，B板带正电．答案：A11．如图所示，设电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值为R S＝10 Ω.(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；(2)画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等．导线ab上无电流通过，因此通过L的电流为：I L＝E2R＝1010A＝1 A，流过L1的电流为I S＝E2R S ＝1020A＝0.5 A，断开S的瞬间，由于线圈要想维持I L不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A，所以此时L1两端的电压U＝I L·R S＝10 V(正常工作时为5 V)．(2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，而方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图象如图所示(t0为断开S的时刻)．注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
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互感和自感
教材习题点拨
教材问题全解
思考与讨论
1．感应电动势阻碍线圈中电流的减小，使电流减小得慢一些。
2．断开电源后，线圈提供的感应电流将沿着线圈原来电流的方向继续流动。
3．断电后，通过灯泡的电流是自感线圈发生自感而形成的，与灯泡原来电流的方向相
反。
4．断电后，流经灯泡的电流可能比原来的大，为了使实验效果更加明显，应该使线圈
的直流电阻小些。
教材习题全解
1．(1)当开关S断开后，使线圈A中的电流减小并消失时，穿过线圈B的磁通量减小，
从而在线圈B中将产生电流。根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样就
使铁芯中磁场减弱得慢些，即在开关S断开后一段时间内，铁芯中还有逐渐减弱的磁场，这
个磁场对衔接D依然有力的作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。
(2)如果线圈B不闭合，不会对延时效果产生影响。
2．当李辉把多用表的表笔与被测线圈断开时，线圈中的电流将减小，发生自感现象，
会产生较大的自感电动势，两支表笔间有较高电压，“电了”刘伟一下，所以刘伟惊叫起来。
当李辉再摸多用表的表笔时，由于经历的时间较长，自感现象基本“消失”。
3．(1)当开关S由断开变为闭合，A灯由亮变得更为明亮，B灯由亮变暗，直到不亮。
(2)当开关S由闭合变为断开，A灯立即熄灭，B灯由亮变暗，直到不亮。