2020学年高中物理 第4章 电磁感应 6 互感和自感课时作业 新人教版选修3-2 10页

互感和自感 ‎ 基础夯实 一、选择题(1～6题为单选题，7～8题为多选题)‎ ‎1．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：自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁芯时，自感系数显著增大，故A选项错误，B、C选项正确；同时，自感系数简称为电感，故D选项也正确。‎ ‎2．在无线电仪器中，常需要在距离较近的地方安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流影响尽量小，则下图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(　　)‎ 答案：D 解析：某一个线圈的磁场通过另一个线圈的磁场的变化率越小，影响则越小，欲使两线圈由于互感的影响尽量小，应放置成D选项的情形，这样线圈内的磁场是垂直的关系，故D选项正确。‎ ‎3．(辽宁省锦州市2020～2020学年高二上学期期末)在如图所示的电路中，电键S断开之前与断开之后的瞬间，通过灯A的电流方向是(　　)‎ A．一直是由a到b B．先是由a到b，后无电流 C．先是由a到b，后是由b到a D．无法判断 答案：C 解析：S闭合瞬间由电源对R供电，通过R的电流方向由a到b，S断开瞬间，由线圈L对R供电，线圈L中自感电动势方向由左向右，对R供电时电流方向是由b到a，故C选项正确。‎ ‎4. (北京市朝阳区2020～2020学年高二下学期期末)如图所示的电路中，带铁芯的线圈L与灯A并联，线圈的电阻远小于灯的电阻，当闭合开关S后灯正常发光。以下说法中正确的是(　　)‎ A．断开开关S，灯A立即熄灭 B．断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭 C．用阻值与线圈相同的电阻取代L接入电路，断开开关S，灯A逐渐熄灭 D．用阻值与线圈相同的电阻取代L接入电路，断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭 答案：B 解析：‎ 电键断开前，电路稳定，灯A正常发光，线圈相当于直导线，电阻较小，故流过线圈的电流较大；电键断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈成为A、L回路的电源，故灯泡反而会更亮一下后熄灭，故A错误，B正确；若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L，断开电键K，回路中没有自感现象产生，灯A立即熄灭，故CD错误。‎ ‎5．在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是(　　)‎ 答案：D 解析：闭合S时，二极管处于反向截止状态，不影响电路正常工作。断开S时，由于自感现象，线圈跟二极管D组成闭合回路，此时二极管处于正向导通，可以避免电弧的产生，故D选项正确。‎ ‎6.如图所示，开关S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯泡的电流为i2，且i1>i2。在t1时刻，开关S断开，那么流过灯泡的电流i随时间t变化的图象是图中的(　　)‎ 答案：D 解析：S断开后的瞬间L与灯泡构成闭合回路，流过灯泡的电流反向且从i1开始减小，故D项正确。‎ ‎7.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 答案：AD 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，所以电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流作用力减小，故螺线管伸长。‎ ‎8.(重庆一中2020～2020学年高二上学期期末)如图所示，电源的电动势为E，内阻r忽略不计。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。以下说法正确的是(　　)‎ A．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，并亮度保持稳定 B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，并亮度保持稳定 C．开关断开后瞬间，A灯闪亮一下再熄灭 D．开关断开后瞬间，电流自右向左通过A灯 答案：AD 解析：开关闭合，A灯立刻亮，因为电源没有内阻，所以A灯两端的电压保持不变，灯泡亮度稳定，故A正确；因为L是一个自感系数相当大的线圈，所以开关闭合时B灯不亮，然后逐渐变亮，最后亮度稳定，故B错误；两个灯泡电阻一样，若L也没有电阻，则断开前后A灯的电流相同，不会闪亮；若L有电阻，则通过B的电流小于A的电流，所以A也不会闪亮一下，故C错误；开关断开后瞬间，L产生感应电流，在回路中通过A灯的电流方向为从右向左，故D正确，故选A、D。‎ 二、非选择题 ‎9．如图李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两只表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？ 答案：由于产生断电自感电动势，并且电动势比较大，故刘伟有被电击感觉，一旦放电完毕，电动势瞬间消失，李辉无任何感觉也就不足为怪了。‎ 能力提升 一、选择题(1～4题为单选题，5～7题为多选题)‎ ‎1．(石家庄市一中2020～2020学年高二上学期期末)如图所示，是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测定自感线圈的直流电压，在测定完毕后，将电路拆卸时应(　　)‎ A．先断开S1‎ B．先断开S2‎ C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R 答案：B 解析：因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，B正确，A错误。不能在通电状态下拆除电阻和电流表，因此C、D错误。‎ ‎2．(绵阳南山中学2020～2020学年高二下学期期中)如图所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2‎ 为内阻不计，零点在表盘中央的电流计。当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。那么，当开关S断开时(　　)‎ A．G1和G2的指针都立即回到零点 B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点 C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 D．G1的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点 答案：D 解析：S断开后，自感电流的方向与G2原电流方向相同，与G1原电流方向相反。‎ ‎3．(银川一中2020～2020学年高二下学期期中)如图所示，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(　　)‎ A．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→d D．有电流通过A灯，方向为a→b 答案：A 解析：S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明L的直流电阻亦为R，闭合S2后，L与A灯并联，R与B灯并联，它们的电流均相等。当S1‎ 断开后，L将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因S2闭合，电流不可能经过B灯和R，只能通过A灯形成b→A→a→L→c→b的电流，所以A正确C、D错误；由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮，故B错误。‎ ‎4.在如图所示的电路中电源内阻不能忽略，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开S。若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是(　　)‎ 答案：B 解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RL＝R。若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至到达电流I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到最大，然后逐渐减小至电流I，故C、D错误。‎ ‎5.(湖北宜昌市部分重点中学2020～2020‎ 学年高二下学期期中)在如图所示电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大，直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关，关于三盏灯泡，下列说法正确的是(　　)‎ A．合上开关，c先亮，a、b后亮 B．合上开关一会儿后，a、b一样亮 C．断开开关，c马上熄灭，a、b一起缓慢熄灭 D．断开开关，b会先闪亮一下再熄灭 答案：BC 解析：A.开关S闭合瞬间，因线圈L阻碍电流的增大，则b、c先亮，a后亮，故A错误；B.合上开关一会儿后，因线圈中电流恒定，则相当于导线，所以a、b一样亮，故B正确；C.断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和a、b组成的回路中有电流，导致a、b一起缓慢熄灭；而c则马上熄灭；a、b、c为三盏完全相同的灯泡，电路稳定后a与b的电流是相等的，所以断开开关b不能闪亮一下。故C正确，D错误。‎ ‎6．(昆明一中2020～2020学年高二检测)如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1