②寒假预习-第04讲 互感和自感（4知识点+5考点）2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)

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知识点1：互感现象及其应用
【情境导入】
如图所示，当线圈A的开关S接通或断开时，在线圈B中产生感应电动势，线圈B中感应电流的变化，同时也会在线圈A 中产生相应的感应电动势。
1. 互感现象的概念
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的现象叫作互感，产生的感应电动势叫作互感电动势。
2. 互感示例

3. 互感现象的应用与危害
(1)应用：收音机的磁性天线、变压器都是利用互感现象制成的。
(2)危害；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，这时要设法减小电路间的互感现象。
知识点2：自感现象
【情境导入】
如图所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S。
重新闭合S，发现灯泡A₂立刻发光，跟线圈L 串联的灯泡A₁逐渐亮起来，这是为什么呢?
1. 自感现象与自感电动势
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场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。
2. 自感现象与楞次定律
如图所示，通过线圈的电流i增加时，导致穿过线圈的磁通量向上增大，因电磁感应，线圈要阻碍磁通量增加，故“想”产生向下的磁场Bi，Bi对应的电流方向与原电流方向相反，而同一导线中不可能有两个不同方向的电流，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流增加。
自感现象遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律。自感电动势不能阻止原电流的增加。假若原电流不再增加，则电磁感应现象消失，自感电动势也就不存在了。
3 自感电动势的方向
当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同(即：增反减同)。
(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加。
(2)断电时线圈产生的自感电动势方向与原来线圈中的电流方向相同，且在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源。
(3)自感电动势只是延缓了电流的变化，但不能阻止原电流的变化，更不能使原电流反向。
4. 自感现象中灯泡亮度的变化
1. 当电路中的电流稳定时，线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的，有时不计线圈电阻，相当于短路。
2. 线圈断开时，可能产生很大的自感电动势:

知识点3：自感系数
1. 自感电动势的大小
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比，与线圈的自感系数L成正比。
写成公式为：
2. 自感系数
（1）中，L是比例系数，又叫自感系数，简称自感或电感。
（2）L的决定因素：自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及有无铁芯等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越多，其自感系数L就越大。如果线圈内有铁芯，则自感系数L会比没有铁芯时大得多。
（3）单位：亨利，简称亨(符号是H)，1H=10³mH=10⁶μH。
（4）物理意义：自感系数是表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量。数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1A时产生的自感电动势的大小。
3. 生产生活中的自感现象
(1)自感现象的应用：断电自感产生高压，如日光灯、汽车发动机点火器、煤气灶电子点火器等。
(2)自感现象的危害与防止：开关断电时形成电弧、无轨电车电弓与电网线之间形成电火花等，要尽量防止或减小其影响。如下图所示，线圈采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消。不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以，消除了自感现象的影响。
知识点四 磁场的能量
1. 自感现象中的磁场能量
(1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中，电流越大，磁场能越大。
(2)线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能，进而转化为内能。
①线圈能储存一定的磁场能，该能量又会通过电路转化成其他形式的能；
②线圈的磁场能与通过线圈的电流I和线圈的自感系数L有关，数值越大，磁场能越大。
2. 电的“惯性”
自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。
当线圈瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化、使圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，即或用中的电流不能“突变”。 电的“慢性”太小决定于线通的自感系数。
考点1：互感现象及其应用
【典例1】（23-24高二下·浙江舟山·期末）智能手表通常采用无线充电方式。如图所示，充电基座与电源相连，将智能手表压在基座上，无需导线连接，手表便可以充电。已知充电基座与手表都内置了线圈，则（ ）
A．无线充电的原理是互感
B．充电时因无导线连接，所以传输能量没有损失
C．若用塑料薄膜将充电基座包裹起来，则不能给手表充电
D．充电时，基座线圈的磁场对手表线圈中的电子施加力的作用，驱使电子运动
【答案】A
【详解】A．无线充电的原理是基座内的线圈电流变化，产生变化的磁场，导致手表内部线圈中的磁通量发生改变，线圈产生感应电流，原理是互感，故A正确；
B．充电时存在漏磁效应，所以传输能量时有损失，故B错误；
C．手机充电利用的是互感原理，因此用塑料薄膜将充电基座包裹起来，仍能为手表充电，故C错误；
D．根据上述解释，基座线圈的磁场变化产生感应电场，驱动放置在感应电场中的手表中的线圈内部的电子做定向运动，形成电流， 故D错误。
故选A。
【变式1-1】（23-24高二下·四川凉山·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．无线充电过程主要利用了电磁感应原理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．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电
【答案】A
【详解】A．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故A正确；
B．充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，有电能损失，故B错误；
C．如果手机内没有接收线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故C错误；
D．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故D错误。
故选A。
【变式1-2】（23-24高二下·北京丰台·期中）无线充电技术的发展使人们可以利用无线充电板为手机充电，如图所示为充电原理图。充电板的送电线圈接电源，对充电板供电，通过线圈的互感使手机内的受电线圈产生电流对手机电池充电。若时间0~t0内送电线圈产生的磁场垂直于受电线圈平面向上，其磁感应强度均匀增加。下列说法正确的是（ ）
A．送电线圈可以接稳恒电源给手机充电
B．时间0~t0内，送电线圈中的电流为顺时针方向（俯视）
C．时间0~t0内，c点电势低于d点电势
D．时间0~t0内，受电线圈内的感应电流均匀增加
【答案】C
【详解】A．恒定电源无法产生变化的磁场，在受电线圈中就无法产生感应电流，没法给手机充电，故A错误；
B．由题意可知0~t0内送电线圈产生的磁场垂直于受电线圈平面向上，根据安培定则可知，送电线圈中的电流为逆时针方向（俯视），故B错误；
C．由题意可知0~t0内送电线圈产生的磁场垂直于受电线圈平面向上，其磁感应强度均匀增加；根据楞次定律，受电线圈感应电流产生的磁场方向应垂直线圈平面向下，再结合安培定则可知，感应电流的方向应从c到d，受电线圈相当于电源，电流从负极流向正极，故c点电势低于d点，故C正确；
D．当送电线圈中的磁场均匀增加时，受电线圈中的磁场也是均匀变化的，根据法拉第电磁感应定律可知，此时感应电动势是不变的，故受电线圈中的感应电流不变，故D错误。
故选C。
考点2：自感现象的理解与应用
【典例2】如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（ ）
A．产生电火花的主要原因是电池放电
B．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花
【答案】D
【详解】AD．手持导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势，与导线运动的方向无关，所以导线端只向一个方向划动，也能产生电火花，故A错误，D正确；
B．自感电动势的方向与通断电时磁通量变化有关，与导线端划动的方向无关，故B错误；
C．产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，故C错误。
故选D。
【变式2-1】（23-24高二下·江苏苏州·期中）如图所示，电键S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合电键S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势（ ）
A．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I
B．有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I
C．有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零
D．有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变
【答案】B
【详解】由于开关的闭合，使得电流增加，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流的作用，但只是减缓电流的增大，由于电阻减半，所以最后电流慢慢增加到2倍。
故选B。
【变式2-2】（23-24高二下·四川·开学考试）电磁弹射装置的原理图如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0～t0时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右B．t=t0时驱动线圈产生的自感电动势最大
C．t=0时发射线圈中的感应电动势最大D．t=t0时发射线圈中的感应电流最大
【答案】C
【详解】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，结合题图乙可知，驱动线圈的电流增大，通过发射线圈的磁通量增大，根据㭶次定律可知，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，A错误；
BD．由题图乙可知，时驱动线圈的电流变化率最小，此时通过发射线圈的磁通量变化率最小，驱动线圈产生的自感电动势最小，发射线圈中的感应电流最小，BD错误；
C．时驱动线圈的电流变化率最大，则此时通过发射线圈的磁通量变化得最快，发射线圈中的感应电动势最大，C正确。
故选C。
考点3：含自感线圈的电路闭合及断开后电流的变化
(1)通电瞬间可把线圈看成断路。
(2)断电时自感线圈相当于电源，它提供的电流大小从原来的值逐渐变小。
(3)电流稳定时，自感线圈相当于定值电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线。
【典例3】实验小组同学设计了如图所示的电路来探究电感的作用效果。电路中的三个灯泡L1、L2、L3完全相同，线圈的直流电阻忽略不计。调节滑动变阻器的滑片P，使其位于合适位置，然后闭合开关S。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S的瞬间，L1不亮B．闭合开关S后，L2立即亮起来，然后缓慢熄灭
C．电路稳定后，断开开关S，L3立即熄灭D．电路稳定后，断开开关S，L3闪一下然后缓慢熄灭
【答案】B
【详解】AB．闭合S瞬间，L1、L2、L3灯泡立即发光，随着时间推移，电感对电流的阻碍作用逐渐减弱，L2逐渐变暗，最终被电感短路后熄灭，故A错误，B正确；
CD．断开S后，电感中的电流有一部分流经L3，可知L3不会立即熄灭，同时S断开瞬间，流经L3的电流小于断开S前L3上的电流，L3不会闪一下，L3会缓慢熄灭，故CD错误。
故选B。
【变式3-1】在如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开开关的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系正确的是（ ）
A．接通瞬间，断开瞬间B．接通瞬间，断开瞬间
C．接通瞬间，断开瞬间D．接通瞬间，断开瞬间
【答案】D
【详解】当开关接通瞬间，R中电流立即增大到正常值，而线圈中的电流从零开始增大，产生的自感电动势阻碍电流的增大，则电流只能逐渐增大，则
断开开关瞬间，线圈产生的自感电流流过线圈和电阻R，两者串联，电流相同，则
故选D。
【变式3-2】（多选）（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，A1、A2为两个完全相同的灯泡，下列判断正确的是（ ）
A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮
B．接通开关S，灯A1逐渐变亮，灯A2立即变亮
C．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭
D．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭
【答案】BD
【详解】AB．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯A1逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，原来电路稳定后通过灯A1的电流大于通过灯A2的电流，故灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选BD。
考点4：自感现象中的图像问题
(1)当电流增大时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反;当电流减小时(如断电)，自感电动势方向与原电流方向相同。
(2)注意断电时流过自感线圈的电流瞬时值不变，即通过自感线圈的电流大小不能突变。
【典例4】（23-24高二下·山东济宁·期末）如图甲所示的电路中，已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A．线圈的直流电阻小于灯泡电阻R
B．断开开关S瞬间，灯泡先闪亮再熄灭
C．闭合开关S瞬间，线圈中的自感电动势和电流均为零
D．由图像中的数据和题干条件可以计算出电源电动势和内阻
【答案】D
【详解】A．闭合开关S后，电路稳定时，通过灯泡的电流是，通过线圈的电流是，可知
所以线圈的直流电阻大于灯泡电阻R，故A错误；
B．电路稳定时，通过灯泡的电流大于通过线圈的电流，断开开关S瞬间，灯泡由线圈供电，通过灯泡的电流从减小，灯泡逐渐熄灭，故B错误；
C．开关S闭合的瞬间，自感线圈中的电流为零，但由于线圈的自感现象，其自感电动势不为零，故C错误；
D．根据闭合电路的欧姆定律，开关刚闭合瞬间，有
达到稳定状态后有
解得，
故D正确。
故选D。
【变式4-1】（23-24高二下·四川南充·期末）如图所示的电路中，是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D2灯泡的电阻是D1灯泡电阻的2倍且阻值均不变，是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关，电路稳定后在时刻断开开关，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用、表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流随时间变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】L的直流电阻不计，电路稳定后通过D1的电流是通过D2电流的2倍；闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，D1逐渐变亮，即I1逐渐变大，而D2所在支路立即就有电流，在t1时刻断开开关S，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，且方向不变，同时由于D1和D2构成回路，通过D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，且逐渐减小。
故选C。
【变式4-2】（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。t=0时闭合开关S，一段时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间t变化的图像可能为（ ）

A． B． C． D．
【答案】D
【详解】闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；断开开关S瞬间，由于自感现象，电感线圈阻碍电流减小，通过线圈L的电流此时从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小。
故选D。
考点5：分析含自感线圈的电路小灯泡闪亮问题
【典例5】（多选）如图所示，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮
B．闭合开关S瞬间，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．断开开关S瞬间，B灯闪亮一下再熄灭
D．断开开关S瞬间，流过B灯的电流方向向左
【答案】BD
【详解】AB．闭合开关S瞬间，B灯瞬间变亮，而A灯由于与线圈串联，逐渐变亮，达到稳定后，两灯一样亮，故A错误，B正确；
CD．断开开关瞬间，A、B灯逐渐熄灭，流过B灯的电流方向与原来电流方向相反，即流过B灯的电流方向向左，故C错误，D正确。
故选BD。
【变式5-1】（多选）（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示的电路中，L为自感系数很大的线圈，其自身的电阻几乎为0，A、B和C是三只相同的小灯泡，S为开关。下列说法正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，A立即发光，B和C逐渐变亮
B．S断开后，A闪亮后熄灭，B逐渐熄灭，C立即熄灭
C．S断开后，L中的磁场能转化为电能
D．S断开瞬间，A右端电势高于左端
【答案】CD
【详解】A．S闭合瞬间，小灯泡A与小灯泡C串联后直接与电源相连，因此A和C立即发光，而小灯泡B因为线圈L产生自感电动势阻碍电流增大，因此逐渐变亮，A错误；
B．电路稳定后，A、B中的电流相等，S断开时，小灯泡A、B和线圈L构成闭合回路，线圈的自感电动势产生闭合回路中的电流，此时的电流不大于原来的电流，因此A不会闪亮，则A、B会逐渐熄灭，C立即熄灭，B错误；
C．电路稳定后，线圈中储存有磁场能，S断开瞬间，线圈中产生自感电动势继续点亮小灯泡A、B，因此S断开后，L中的磁场能转化为电能，C正确；
D ．S断开瞬间，通过线圈Ｌ的电流减小，则线圈Ｌ产生的自感电动势右端电势高，因此流过A的电流方向从右向左，则A右端电势高于左端，D正确。
故选CD。
【变式5-2】（23-24高二下·重庆·期中）如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈。若最初是接通的，是断开的，那么下列描述中正确的是（ ）
A．刚接通，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮
B．刚接通时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮
C．接通到电路稳定，B灯由亮变暗最后熄灭
D．接通，电路稳定后再断开时，A、B灯均立即熄灭
【答案】C
【详解】ABC．刚接通时，由于电感线圈L会发生通电自感现象，使通过线圈的电流由零逐渐增大，所以灯泡A、B会同时变亮；从接通到电路稳定，由于线圈的电阻不计，B灯相当于与一段导线并联，则B灯被短路，B灯由亮变暗最后熄灭，电源只给A灯供电，A灯将变得更亮，故AB错误，C正确；
D．接通，电路稳定后再断开时，A灯与电路断开将立即熄灭，而B灯与电感线圈构成闭合电路，由于线圈的自感现象，B灯会先亮一下，然后熄灭，故D错误。
故选C。
考点6：日光灯镇流器的原理及其应用
【典例6】如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法不正确的是（ ）
A．日光灯启动利用了镇流器中线圈的自感
B．日光灯正常发光时，镇流器起降压限流的作用
C．日光灯正常发光后取下启动器，仍能正常工作
D．日光灯正常发光后取下启动器，不能正常工作
【答案】D
【详解】镇流器在启动时，利用线圈的自感产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内；灯管正常发光后，电流不再流过启动器，所以并联在灯管两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作。
本题选择不正确的，故选D。
【变式6-1】A和L是日光灯的灯管和镇流器，如果按图所示的电路连接，下列关于日光灯发光情况的叙述中，正确的是( )
A．只把S1接通，S2、S3不接通，日光灯就能正常发光
B．把S1和S2接通后，S3不接通，日光灯就能正常发光
C．S3不接通，接通S1和S2后再断开S2，日光灯就能正常发光
D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光
【答案】C
【详解】A．只接通S1，灯管两端不能产生瞬时高压，日光灯不能点燃，A错误；
BC．S3不接通，把S1和S2接通后，日光灯被短路，有电流流过线圈；再断开S2，由于电磁感应，线圈中产生瞬时高压，日光灯被点燃，线圈起到降压限流的作用，故日光灯就能正常发光；故B错误，C正确；
D．日光灯正常发光后，再接通S3，镇流器被短接，不再起限流和降压作用，加在灯管两端的电压将达到220 V，灯管将会烧坏，D错误。
故选C。
【变式6-2】（多选）如图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是（ ）

A．启动过程中，起辉器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压
B．日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压
C．日光灯正常发光后起辉器是导通的
D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源
【答案】AB
【详解】A．起辉器内部有双金属片温控开关，启动过程中，起辉器断开瞬间，由于自感，日光灯中的镇流器L在启动时产生瞬时高压，A正确；
B．在正常工作时镇流器L又起降压限流作用，镇流器L由于自感使灯管两端电压低于电源电压，B正确；
C．启动前卸掉启动器，不再采取其他措施，日光灯失去镇流器L自感产生的瞬时高压，日光灯不能正常启动，当电路接通后，由于启辉器分压少、辉光放电无法进行，起辉器中的氖气停止放电，起辉器内部有双金属片温控开关，冷却收缩，两个触片分离，电路断开，C错误；
D．根据上述，日光灯要正常工作，需要镇流器L自感作用，即只适用于交流电源，不适用于直流电源，D错误。
故选AB。
一、单选题
1．（2024高二上·甘肃天水·）手机的无线充电是根据下列哪种原理实现的（ ）
A．电流的热效应B．电磁感应
C．接触起电D．电流的磁效应
【答案】B
【详解】手机的无线充电利用了电磁感应原理。
故选B。
2．（24-25高二上·河北邢台·阶段练习）如图所示，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是（ ）
A．A比B先亮B．B比A先亮
C．A、B一起亮D．无法判断哪个灯泡先亮
【答案】B
【详解】S闭合时，由于线圈上产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此B比A先亮，故选B。
3．（23-24高二下·全国·单元测试）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，会采用如图所示的双线绕法，其原理是（ ）
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，两股导线中的电流产生的磁场互相抵消
D．电路中电流变化时，电流的改变量互相抵消
【答案】C
【详解】采用双线绕法绕制时，两股导线绕向相同，通过的电流方向相反，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，所产生的磁场互相抵消，在线圈中不会发生电磁感应现象，从而消除了自感。
故选C。
4．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的
B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管
【答案】D
【详解】A．当开关接通220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电,辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触；电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子，双金属片自动复位，两极断开；故A错误；
B．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动，在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光；则镇流器相当于自感电源，提供高压，故B错误；
C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S不能提供高压让氩气分子电离，则不能正常点燃日光灯管，故C错误；
D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，相当于启动器的作用，也能提供断电时的自感电动势获得高压，则仍有可能点燃日光灯管，故D正确；
故选D。
5．（23-24高二下·北京怀柔·期末）在如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡。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，和同时亮
B．闭合开关S时，先亮，逐渐变亮，稳定时亮度相同
C．断开开关S时，闪亮一下再熄灭
D．断开开关S时，流过的电流方向向左
【答案】B
【详解】AB. 闭合开关S时， 立刻亮；由于A1支路的线圈阻碍电流的增加，则逐渐亮起来，由于和是两个相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，则稳定时亮度相同，选项A错误，B正确；
CD. 断开开关S时，通过原来的电流立刻消失，而在A1支路由于线圈L阻碍电流的减小，产生自感电动势相当于电源，在A1和A2中重新形成回路，可知两灯都会慢慢熄灭，流过的电流方向向右，由于稳定时通过两灯的电流相同，则不会闪亮一下再熄灭，选项CD错误。
故选B。
6．（23-24高二下·江苏·期末）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是（ ）
A．漏电保护装置利用的原理是互感现象
B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用
C．正常用电时，M和N两点之间没有电压
D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压
【答案】C
【详解】ACD．若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理而不是利用互感，故C正确，AD错误；
B．图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。
故选C。
二、多选题
7．（23-24高二下·福建泉州·期末）如图所示，a、b灯分别标有“3.6V，2.5W”和“3.6V，4.0W”，闭合开关，调节R，能使a、b都正常发光。断开开关后重做实验，则（ ）
A．闭合开关，a将慢慢亮起来，b立即达到最亮
B．闭合开关，a、b立即达到最亮
C．断开开关，a逐渐熄灭，b灯闪亮一下再熄灭
D．断开开关，a、b都逐渐熄灭
【答案】AD
【详解】AB．闭合瞬间，L相当于断路，b立刻变亮，a逐渐变亮，故A正确，B错误；
CD．闭合开关稳定时，a的亮度比b的小；根据知通过a的电流小；电键断开，L相当于电源与两个灯泡串联，逐渐熄灭，由于稳定后a灯的电流小于b灯，所以电键断开瞬间b灯的电流比稳定时的电流小，b灯不会再闪亮一下，故C错误，D正确。
故选AD。
8．如图所示电路中，和是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S闭合和断开瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．当S闭合时，先达到最亮，稳定后熄灭时达到最亮
B．当S闭合时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
C．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭
D．电路稳定后断开S时，立即熄灭，闪亮后逐渐熄灭
【答案】AD
【详解】AB．和在S闭合瞬间立即发光，由于线圈L的自感作用，先达到最亮，然后逐渐变暗，亮度会逐渐增强，由于线圈直流电阻不计，电路稳定后被短路而熄灭；熄灭时达到最亮，选项A正确，B错误。
CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭，但是线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，与组成回路，可知闪亮后逐渐熄灭，选项C错误、D正确。
故选AD。
9．（23-24高二上·辽宁·阶段练习）如图所示电路中，A、B为完全相同的灯泡，电阻为R。自感线圈L的直流电阻也为R，a、b为L的左、右端点，电源电动势为E，内阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S，灯泡A缓慢变亮，灯泡B瞬间变亮
B．闭合开关S，当电路稳定后，灯泡A、B一样亮
C．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，灯泡A闪亮后缓慢熄灭
D．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S的瞬间，b点电势高于a点
【答案】AD
【详解】A．闭合开关S，灯泡B瞬间变亮，灯泡A与自感线圈L串联，缓慢变亮，故A正确；
B．闭合开关S，当电路稳定后，灯泡A所在支路电阻较大，电流较小，所以灯泡A比灯泡B暗一些，故B错误；
C．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，自感线圈L、灯泡A和灯泡B构成回路，缓慢熄灭，不会闪亮，故C错误；
D．闭合开关S，电路稳定后再断开开关S的瞬间，自感线圈L产生感应电动势，b点电势高于a点，故D正确。
故选AD。
三、解答题
10．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。求：
（1）线圈L的直流电阻RL，断开开关后通过电灯的电流方向；
（2）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势E的大小。
【答案】（1）2Ω；向左；（2）2.0V
【详解】（1）由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5A，由欧姆定律I0=
计算得出=2Ω
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的。
（2）由图读出，t1=1.6×10-3s时刻线圈L的电流I0=0.20A
线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律E=I（）=2.0V
11．（1）课上老师带领同学观察自感现象，如左图所示，线圈L与灯泡A1串联，滑动变阻器R与灯泡A2串联。闭合开关S，灯泡 （选填“A1”、“A2”）缓慢亮起。在右图所示实验中，先闭合开关S使灯泡发光，并设通过线圈L的电流为，通过小灯泡的电流为，然后断开开关，实验中发现小灯泡闪亮一下再熄灭，这说明 （填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）为了更好说明自感电动势阻碍线圈的电流变化，老师带领同学用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）显示自感对电流的影响，对图和图电路，我们观察开关S闭合、断开流过传感器的电流。

实验发现：
闭合开关S，左图电路传感器的波形大约如 （选填图中的“甲、乙、丙、丁”）所示；
切断开关S，右图电路中传感器2的波形大约如 （选填图中的“甲、乙、丙、丁”）所示。

【答案】 A1 ＞ 乙 丙
【详解】
（1）[1]在左图中，当闭合开关S，电路闭合，A2立即点亮；线圈L与灯泡A1串联，由于线圈的自感作用，A1缓慢亮起。
[2]右图中，在电路稳定后突然断开开关S，电感线圈L产生感应电流，与A组成闭合回路，电流从逐渐减小，灯泡A会闪亮一下再熄灭，这说明；
（2）[3]左图电路，闭合开关S，由于线圈的自感作用，电流从0逐渐增大，最后达到稳定状态。故传感器的波形大约如图乙所示；
[4]右图电路中，切断开关S，电源组成的电路断开，A1中的电流瞬间消失，由于线圈的自感作用，电感线圈L产生感应电路，与A2组成闭合回路，通过A2的电流反向并逐渐减小到0，故传感器2的波形大约如图丙所示。
12．（23-24高二下·全国·单元测试）在如图所示的电路中，为一直流电阻可以忽略不计的自感线圈。断开开关，自感线圈中的电流从最大值减小到零所经历的时间为，产生的感应电动势为，可使氖管发光；那么如果电流在内减小到零，则氖管两端可得到多大电压？
【答案】
【详解】自感线圈充当电源给氖管供电，氖管两端的电压
由自感电动势的公式得
所以，
联立上面两个式子并代入数据得
13．观察图片回答下列问题：
（1）如图甲，A1、A2的规格相同，先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新接通电路，会观察到什么现象？
（2）试用电磁感应理论分析（1）发生的现象。
（3）如图乙，开始时开关闭合，断开开关时，线圈L中的电流会立即变为0吗？
（4）图乙中开关断开后，产生感应电动势的线圈可以看成一个电源，灯泡中的电流与原来通过它的电流方向是否一致？
（5）图乙中开关断开后，通过灯泡的电流是否有可能比原来的更大？
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析；（5）见解析
【详解】（1）重新接通电路，A2立刻亮， A1慢慢变亮，最后亮度相同；
（2）闭合S的瞬间，通过线圈的磁通量变大，线圈产生自感现象，线圈中产生感应电流，阻碍通过A1的电流变大，所以A1慢慢变亮；
（3）断开开关时，由于自感现象，线圈L中的电流不会立刻变为零；
（4）图乙中开关断开后，产生感应电动势的线圈可以看成一个电源，线圈中的电流方向不变，所以灯泡中的电流与原来通过它的电流方向相反；
（5）如果线圈没有直流电阻或者直流电阻小于灯泡的电阻，则开关断开后，通过灯泡的电流有可能比原来的更大。
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练（5大考点）
模块五 小试牛刀过关测
1.知道互感和自感现象,理解互感和自感是电磁感应的特例。
2 探究通电自感、断电自感的特点,能理解通电、断电时自感现象的成因。
3.知道互感和自感现象的防止与应用。
项目
与线圈串裂的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮
电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后亮度不变
断电时
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
①若I₂≤I₁，灯泡逐渐变暗；②若I₂>I₁，灯泡闪亮一下后逐渐变暗；两种情况灯泡电流方向均改变(I₁、I₂为电路稳态电流)
原因分析
电路通.断时，流过线圈的电流迅速变化，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加或减少，使流过灯泡的电流不能突变，但不能阻止电流变化
电路接通时，因线圈产生自感电动势，可认为接通瞬间，线圈L处于断路状态，此时灯泡比稳定状态时亮。电路断开时，线圈与灯泡在同一回路中，线圈相当于电源、回路电流只能在I₂的基础上减小，故灯泡可能逐渐变暗，也可能闪亮一下后逐渐变暗
教材习题01
如图所示电路中，线圈L的电阻与另一支路中电阻器R的阻值相同。当开关S接通瞬间和断开瞬间，两个电流表的示数是否相同？
解题方法
闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数。断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，线圈相当于电源与电阻串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数
【答案】接通瞬间，A2表大于A1表，断开瞬间，两表示数相同。
教材习题02
如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈。如果断开开关，闭合，A、B两灯都能同样发光。如果最初是闭合的，是断开的，那么，闭合以后，A灯和B灯亮度如何变化？此时如果断开，A灯和B灯亮度又将如何变化？
解题方法
闭合以后的瞬时，A、B两灯同时亮起来，由于自感线圈产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈L可看做是断路，即开始时两灯亮度相同，随自感线圈中电流增加，则B灯逐渐变暗，最后线圈将B短路，使得B最终熄灭，此时A变得更亮；此时如果断开，则A灯立刻熄灭，因L中产生感应电动势阻碍电流减小，则该电流会在L和灯泡B中重新形成回路，使得灯泡B闪亮一下后慢慢熄灭。
【答案】闭合S2，AB一样亮；断开S2，A熄灭，B闪亮。
教材习题03
如图所示的电路中，开关S断开之前通过灯L的电流方向如何？断开之后的瞬间通过灯L的电流方向如何？
解题方法
开关S断开之前通过灯L的电流方向由a到b；断开之后的瞬间原来通过灯L的电流立即消失，而通过线圈的电流由于自感电动势阻碍电流减小，则该电流会在线圈和灯L中重新形成回路，则此时通过灯L的电流方向从b到a。
【答案】开关S断开之前通过灯L的电流方向由a到b；断开之后的瞬间通过灯L的电流方向由b到a；