2.4 互感和自感-2023-2024学年高二物理高分突破专题训练（人教版选择性必修第二册）

2.4：互感和自感一：知识精讲归纳一、互感现象1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，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，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势．2．应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的．3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作．二、自感现象当一个线圈中的电流变化时，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，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势．三、自感系数1．自感电动势：E＝Leq \f(ΔI,Δt)，其中eq \f(ΔI,Δt)是电流变化率；L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H.2．自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．四、磁场的能量1．线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中．2．线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能．技巧重难点：技巧一：自感现象技巧二：.灯泡亮度变化二：考点题型归纳题型一：互感1．（2022·福建南平·高二期末）如图所示，图甲为手机无线充电图，图乙为其充电原理的示意图，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电板的励磁线圈和手机内的感应线圈，利用产生的磁场传递能量。当励磁线圈 ab 端通入如图丙的正弦式交变电流后，就会在感应线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（　　）A．感应线圈中产生的是恒定电流B．励磁线圈中的电流产生的磁场恒定不变C．感应线圈和励磁线圈通过互感现象实现能量传递D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反2．（2022·新疆喀什·高二期中）无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　）A．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电B．在充电过程中只有电能间的相互转化C．无线充电基座可以对所有手机进行充电D．无线充电过程主要利用了电磁感应原理3．（2022·新疆·皮山县高级中学高二期末）如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的5G通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（　　）A．送电线圈中产生均匀变化的磁场B．送电线圈中产生稳定不变的磁场C．无线充电的原理是互感现象D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流题型二：自感和自感电动势4．（2022·海南·屯昌县屯昌中学高二期中）线圈通以如图所示随时间变化的电流，则（　　）A．0~t1时间内线圈中的自感电动势最大B．t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大C．t2~t3时间内线圈中的自感电动势最小D．t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零5．（2022·甘肃省临洮中学高二）如图所示，多匝线圈的电阻和电池内阻不计，两个定值电阻的阻值均为R，开关S开始时断开，电路中电流为，合上开关S，线圈有自感电动势产生，此电动势（　　）A．有阻碍电流减小的作用，最后电流小于B．有阻碍电流减小的作用，因而电流总等于C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是大于6．（2021·全国·高二）关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是（　　）A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大C．自感电动势与原电流方向相反D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比题型三：通电自感现象和断电自感现象7．（2022·内蒙古·乌兰浩特一中高二期末）如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　）A．闭合S时，两灯同时正常发光B．闭合S时，B比A先达到正常发光状态C．断开S时，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭D．断开S时，两灯均立即熄灭8．（2022·四川眉山·高二期末）如图所示，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是自感系数很大、电阻不计的线圈。开关由断开到闭合，观察到的现象是（　　）A．A、B灯同时亮后，A灯逐渐变暗直至熄灭B．A、B灯同时亮后，B灯逐渐变暗直至熄灭C．A灯先亮，B灯后亮，然后B灯逐渐变得更亮D．B灯先亮，A灯后亮，然后A灯逐渐变得更亮9．（2022·山东德州·高二期末）演示自感现象的电路如图所示，电源电动势为E，内阻不可忽略，L为电感线圈，R为定值电阻。闭合开关S，电路稳定时，两只完全相同的灯泡、亮度相同，下列说法正确的是（　　）A．闭合开关S时，、同时变亮B．闭合开关S时，慢慢变亮，立即变亮然后亮度保持不变C．若断开开关，逐渐变暗，闪亮一下再逐渐变暗D．若断开开关，、同时逐渐变暗题型三：含自感线圈的的电路中小灯泡是否闪亮问题10．（2022·湖北·宜城市第一中学高二期中）在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（　　）A．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮B．闭合开关S时，A1和A2同时亮C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左11．（2022·江苏·北大附属宿迁实验学校高二开学考试）如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（　　）A．重新接通电路，A1、A2同时变亮B．重新接通电路，A1逐渐变暗C．接通电路，电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭D．接通电路，电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭12．（2021·四川·广元市教育局高二期末）如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，、是两个相同的灯泡，电阻的阻值约等于的三倍，则（　　）A．闭合开关S时，、同时达到最亮，且更亮一些B．闭合开关S时，、“慢慢”亮起来，最终更亮一些C．电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，闪亮后才“慢慢”熄灭D．电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下题型五：自感和互感图像问题13．（2022·全国·高二课时练习）如图所示为“万人跳”实验的示意图，电源的内电阻可忽略，L为学生实验用变压器线圈，在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S。下列表示通过人体电流I随时间t变化的图像中，你认为最符合该实验实际的是（　　）A．B．C．D．14．（2022·山东·高二期末）如图是用电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为下图是某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（　　）A．图中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B．图中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器2的电流随时间变化的情况C．图中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D．图中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况15．（2022·四川·成都七中高二期末）如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，A1、A2为完全相同的电流传感器（内阻不计）。闭合开关K，得到如图乙所示的图像，电源电动势为E，内阻r，则（　　）A．B．C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零三：课堂过关精练一、单选题16．（2022·云南省玉溪第三中学高二阶段练习）如图所示，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联后接到电路中，与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（　　）A．重新接通电路，逐渐变亮，而立即变亮B．重新接通电路，同时变亮，而后稍微变暗C．电路稳定后再次断开S，逐渐变暗，而立即变暗D．电路稳定后再次断开S，闪亮一下再熄灭17．（2022·全国·高二课时练习）如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计，下列说法正确的（　　）A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，A、B同时亮C．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭D．S断开瞬间，A逐渐熄灭，但不会闪亮一下18．（2022·全国·高二课时练习）下列关于互感现象的说法不正确的是（　　）A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象B．互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，所以人们制造了收音机的“磁性天线”D．在电力工程以及电子电路中不会出现互感现象而影响电路的正常工作19．（2022·全国·高二课时练习）如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，下面说法正确的是（　　） A．闭合开关S时，A、B灯立刻达到相同的亮度B．闭合开关S时，A灯立刻变亮，B灯逐渐变亮C．断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭D．断开开关S时，A、B灯逐渐变暗，同时熄灭20．（2022·全国·高二课时练习）在如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1