2.4 互感和自感 同步练习 人教版高中物理选修二-(解析版+原卷版)

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第４课时 互感和自感
第二章 电磁感应

一、单选题：
１.如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连。当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　　)

A.自感　　　　　　　　　B．静电感应
C.互感 　　　　　　　　　D．直接导电
２.为了验证自感现象，某同学在实验室用一个带铁芯的线圈L(线圈的自感系数很大，且构成线圈导线的直流电阻不可忽略)、两个完全相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。关于实验现象，下列说法中正确的是(　　)

A．闭合S瞬间，B比A先亮
B．闭合S待稳定后，A灯与B灯一样亮
C．断开S瞬间，A、B两灯均慢慢熄灭，且在熄灭前，A灯会比原来更亮
D．断开S瞬间，通过A灯泡的电流方向与稳定时的电流方向相反
３．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，采取了双线绕法，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相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，电流的变化量相互抵消
D．无论电路中电流变化与否，两股导线中产生的磁通量相互抵消
４．如图所示，两个电阻的值都为R，多匝线圈的电阻和电池的内阻均可忽略，电键原来断开，电路中的电流为I0，现将S闭合，线圈产生自感电动势，它的作用为(　　)

A．使电路中电流减小，最后减小为零
B．阻碍电路中电流增大，使之保持不变
C．阻碍电路中电流增大，最后电流小于I0
D．阻碍电路中电流增大，最后电流等于2I0
５．如图所示，A1、A2为两只相同灯泡，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关S后，A1会逐渐变亮
B．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同
C．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭
D．断开S的瞬间，a点的电势比b点低
６.如图所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是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(　　)
　　　　　　
７.如图所示，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1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，最终灯A2与灯A3的亮度相同。下列说法正确的是(　　)

A．图甲中，A1的电阻比L1的直流电阻大
B．图甲中，闭合开关S1，电路稳定后，A1中的电流大于L1中的电流
C．图乙中，变阻器R连入电路的电阻比L2的直流电阻大
D．图乙中，闭合开关S2瞬间，L2中的电流与变阻器R中的电流相等
８.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流，则图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　　)
　　　　　　　
９.如图所示，L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、电阻R0、开关S1和电池E可构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向。当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否则为负。开关S1和S2都处于断开状态。设在t＝0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关S2，则能正确表示L中的电流I随时间t变化的图像是(　　)
　　　　　　
１０.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，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．螺线管长度不变
１１.如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上。A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　)

A．t1时刻，两环间作用力最大
B．t2和t3时刻，两环相互吸引
C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D．t3和t4时刻，两环相互吸引
１２.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况，下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关，a先亮，b后亮，稳定后a、b一样亮
B．闭合开关，b先亮，a后亮，稳定后b比a更亮一些
C．断开开关，a逐渐熄灭，b先变得更亮后再与a同时熄灭
D．断开开关，b逐渐熄灭，a先变得更亮后再与b同时熄灭
１３.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(　　)

A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
１４.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1和A2分别串联一个带铁芯的自感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使A1和A2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开开关S，若t′时刻再闭合开关S，则在t′前后的一小段时间内，图中正确反映流过A1的电流i1、流过A2的电流i2随时间t变化的图像是(　　)
　　　
二．多选题：
1５.用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示，线圈L没有带铁芯。闭合开关S，传感器记录了电路中电流随时间的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的有(　　)

A．线圈中产生的自感电动势阻碍磁通量增大
B．若线圈中插入铁芯，上述过程中电流达到稳定时经历的时间大于t0
C．若将线圈匝数加倍，上述过程中电流达到稳定时经历的时间仍等于t0
D．若将线圈匝数加倍，上述过程中电流达到稳定时经历的时间大于t0
1６．如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻可忽略的电感线圈，C是电容很大的电容器。下列说法正确的是(　　)

A.开关S刚闭合后，灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮
B．开关S闭合足够长时间后，灯泡A和B一样亮
C．电路稳定后断开开关S时，灯泡A闪亮后逐渐熄灭
D．电路稳定后断开开关S时，灯泡B的电流换向，逐渐熄灭
1７．一种延时开关的原理图如图所示，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．由于线圈A的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于线圈B的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开线圈B的开关S2，无延时作用
D．如果断开线圈B的开关S2，延时将变长
１８.如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，定值电阻的阻值为R。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B的亮度相同。再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是(　　)

A．B灯立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
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
１９.在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈。下列说法正确的是(　　)

A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D．S闭合足够长时间后，B不发光，而A逐渐熄灭
２０.如图所示,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是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡。则下列说法正确的是(　　)

A.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等
B.刚闭合S的瞬间,通过D2的电流大于通过D1的电流
C.闭合S待电路稳定后,D1熄灭,D2比原来更亮
D.闭合S待电路稳定后,将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭
２１.用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示,线圈L没有带铁芯。闭合开关S,传感器记录了电路中电流随时间的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的有(　　)

A.线圈中产生的自感电动势阻碍磁通量增大
B.若线圈中插入铁芯,上述过程中电流达到稳定时经历的时间大于t0
C.若将线圈匝数加倍,上述过程中电流达到稳定时经历的时间仍等于t0
D.若将线圈匝数加倍,上述过程中电流达到稳定时经历的时间大于t0
三． 实验题：
２２．有一个被称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器组成，几位做这个实验的同学手拉手连成一串，另一位同学将电池、镇流器(自感系数很大的线圈)、开关用导线将他们首尾两位同学两个空着的手相连。如图所示，在开关通或断时就会使连成一串的同学都有触电的感觉。请你说明该实验的原理，并说明人有触电感觉时是开关接通还是开关断开的瞬间？为什么？

２３．一种触电保护器如图所示，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，经放大后便能立即推动继电器J切断电源。下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。

(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？
(2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？
(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？
２４.如图所示,线圈电感系数L=2.4 H,电源电动势ε=10 V。在调节滑动变阻器R的瞬时,由于电流变化,在线圈上产生的自感电动势为3 V,其极性为下正上负(Ub>Ua)。求:

(1)此时电流变化率多大?变阻器滑动头向哪个方向滑动?
(2)若S断开瞬间,电流在0.1 s内由5 A减小到零,在开关S两端的电压多大?哪端电势高?
四、计算题：
２５.如图所示，线圈电感系数L＝2.4 H，电源电动势ε＝10 V。在调节滑动变阻器R的瞬时，由于电流变化，在线圈上产生的自感电动势为3 V，其极性为下正上负(Ub＞Ua)。求：

(1)此时电流变化率多大？变阻器滑动头向哪个方向滑动？
(2)若S断开瞬间，电流在0.1 s内由5 A减小到零，在开关S两端的电压多大？哪端电势高？
２６.如图所示，设电源的电动势E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻均为5 Ω，两灯泡的电阻均为Rs＝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t的变化图像。