物理选择性必修 第二册第四节 互感和自感同步训练题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册

2.4互感和自感 跟踪训练（解析版）

1．如图所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流。现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（　　）

A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零

B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0

C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变

D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0

2．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，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（　　）

A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些

B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些

C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

3．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，、和是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关S，电路稳定后在时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过、的电流方向为正，分别用、表示流过和的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（　　）

A．                         B．

C．                         D．

4．在如图所示的电路中，两个电流表完全相同，零刻度在刻度盘的中央，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（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的），在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．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

5．下列关于自感系数及自感电动势的说法中正确的是（　　）

A．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大

B．电流变化越大，自感电动势越大

C．线圈中的电流变化越快，其自感系数越大

D．线圈内插入铁芯，其自感系数增大

6．如图所示的电路中，三个灯泡、、的电阻相等（且不考虑温度对电阻的影响），电感L的电阻可忽略，D为理想二极管。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（　　）

A．S闭合瞬间，、、均立即变亮，然后逐渐变暗

B．S闭合瞬间，逐渐变亮，、均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后三个灯泡亮度相同

C．S从闭合状态突然断开时，、、均逐渐变暗

D．S从闭合状态突然断开时，、、均先变亮，然后逐渐变暗

7．如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，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接通和断开时，下列说法正确的是（　　）

A．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同

B．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同

C．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭

D．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭

8．如图所示，A、B是相同规格的小灯泡，带铁芯的线圈L的直流电阻可忽略，则（　　）

A．S闭合瞬间，A不亮，B立即亮

B．通电稳定后，A、B灯亮度相同

C．通电稳定后再断开S的瞬间，A、B一起闪亮一下再逐渐熄灭

D．通电稳定后再断开S的瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下再逐渐熄灭

9．如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡，线圈自感系数足够大，电阻可以忽略不计。下列说法中正确的是（　　）

A．合上开关时，先亮，后亮，最后一样亮

B．合上开关时，和同时亮

C．断开开关时，闪亮一下再熄灭

D．断开开关时，流过的电流方向向右

10．如图所示电路中，直流电源内阻可忽略不计，R为定值电阻，灯泡L正常发光。若某时刻起灯泡L逐渐熄灭，经检查发现，标号为①、②、③的三条线路中某条发生了断路，则断开的是（　　）

A．① B．② C．③ D．无法判断

11．随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。在不久的将来各大公共场所都会装有这种设备，用户可以随时进行无线充电，十分便捷。如图所示，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基座和接收装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（　　）

A．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变

B．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化

C．送电线圈和受电线圈无法通过互感实现能量传递

D．由于手机和基座没有导线连接，所以传递能量没有损失

12．如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，S1闭合稳定后，当S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，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灯亮一下后熄灭

C．有电流通过B灯，方向为c→d

D．有电流通过A灯，方向为b→a

13．图甲和图乙是教材中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A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，A1与L1的电阻值相同

B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流

C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同

D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

14．如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻，将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让开关S合上，待电路稳定后再断开开关，则（　　）

A．接通开关S瞬间，灯泡A要过一段较长的时间才亮

B．断开开关S的瞬间，流过灯泡的电流与合上开关时流过灯泡的电流方向相反

C．若，断开开关S的瞬间灯泡A将闪亮一下，再慢慢熄灭

D．若，要在断开开关S的瞬间使灯泡A闪亮一下再熄灭，可以更换一个自感系数大但电阻仍为的线圈，来达成这一目的

15．如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈。下列可能发生的现象是（　　）

A．电键S闭合的瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮

B．电键S闭合的瞬间，B灯亮，A灯不亮

C．断开电键S的瞬间，A灯被烧毁

D．断开电键S的瞬间。B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭

16．家用日光灯电路如图示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，说法正确的是（　　）

A．镇流器的作用是将交流电变为直流电

B．日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分开的

C．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的

D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作

17．在如图所示的电路中，线圈L的电阻不计，A是理想电流表，灯泡的内阻始终与定值电阻R的电阻相等，电源E内阻不可忽略。闭合开关S，当电路稳定后，电流表A的读数是I0，灯泡正常发光。现在断开开关S，则下列说法正确的是（　　）

A．闭合S后，电流表A的读数立即等于I0 B．闭合S瞬间，电流表A的读数大于I0

C．断开S瞬间，灯泡立即熄灭 D．断开S后，灯泡不会立即熄灭

18．如图所示为无线充电原理图，由与充电基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．送电线圈中产生周期性变化的磁场

C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递

D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流

19．在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断正确的是（　　）

A．S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮        B．S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变亮

C．S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同

D．S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯要亮一下后熄灭

20．如图电路中，A、B为完全相同的两个小灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻可忽略不计，变阻器R’调在适当位置，试判断如下说法哪些正确（　　）

A．闭合S，A灯立即亮、B灯逐渐亮，最后A、B一样亮

B．闭合S，电路稳定后，A灯不亮，B灯亮

C．闭合S，电路稳定后再断开S，两灯同样变暗至熄灭

D．闭合S，电路稳定后再断开S，A灯立即熄灭，B灯闪亮

 参考答案

1．D

【详解】

A．S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，选项A错误；

BCD．阻碍电流增大，不是阻值电流增大，而是让电流增大的速度变慢，最后达到稳定时，电路中电流为

BC错误，D正确。

故选D。

2．D

【详解】

AB．由于灯泡LA与线圈L和R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，AB错误；

CD．由于LA所在的支路电阻阻值较小，故稳定时电流较大，即LA更亮一些，当S断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中原电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。

故选D。

3．C

【详解】

当闭合电键，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，灯泡D2这一支路立即就有电流。当电键断开，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，而且D1和D2、D3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。

4．A

【详解】

电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过L的电流减小，故L将产生自左向右的自感电流以阻碍原电流变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流表G1、自右向左流过电流表G2，所以G1指针向右摆，G2指针向左摆，故选A。

5．D

【详解】

AB．由

可知，自感电动势的大小与电流的变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关，故AB错误；

CD．线圈的自感系数仅由线圈自身的因素决定，如：线圈的横截面积、长度、单位长度上的线圈匝数、有无铁芯等，与其他因素无关，故C错误，D正确。

故选D。

6．B

【详解】

AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，随L1的电路中电流的增大，路端电压减小，L2、L3亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同，故A错误；B正确；

CD．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭。故CD错误。

故选B。

7．C

【分析】

当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析。

对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它就是一个普通电阻若电阻不计则就相当于导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。

【详解】

AB．和在S接通时立即发光，由于电感线圈L的作用，会逐渐变暗，稳定后熄灭；亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，选项AB错误；

CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭；而与电感线圈L组成回路，会闪亮后熄灭，选项C项正确、D项错误。

故选C。

8．D

【详解】

AB．S闭合瞬间，A、B灯同时发光，由于线圈L的阻碍作用逐渐减弱，流过线圈的电流逐渐增大，稳定后A灯被短路而熄灭，AB错误；

CD．通电稳定后再断开S的瞬间，由于线圈L的自感电动势，A灯被重新点亮后逐渐熄灭，B灯立即熄灭，C错误，D正确。

故选D。

9．A

【详解】

AB．合上开关时，先亮，由于线圈自感的阻碍，逐渐变亮，最后一样亮，A正确，B错误；

CD．正常发光时两灯泡电流相同，亮度相同，故断开开关时，两灯泡均逐渐熄灭，流过的电流方向向右，流过的电流方向向左，CD错误。

故选A。

10．C

【详解】

灯泡L逐渐熄灭，一定是电源电压无法加到灯泡两端，而通过线圈中的电流减小，线圈中产生自感使闭合电路电流逐渐减小，则①、②一定是通路，断开的一定是③。

故选C。

11．B

【详解】

AB．送电线圈通入正弦式交变电流,则产生的磁场为交变磁场，由楞次定律可知受电线圈中感应电流产生的磁场为交变磁场，故B正确，A错误；

C．送电线圈和受电线圈可以通过互感实现能量传递，故C错误；

D．由于有漏磁现场的存在，所以能量的传递过程有损失，故D错误。

故选B。

12．AD

【详解】

AC．由于定值电阻R没有自感作用，故断开S1时，B灯立即熄灭，A正确，C错误；

BD．S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L没有自感作用，可知线圈L的直流电阻也为R，在S2、S1都闭合且稳定时，IA=IB，S2闭合，待电路稳定后将S1断开，由于线圈的自感作用，流过A灯的电流方向变为b→a，A灯缓慢熄灭，B错误，D正确。

故选AD。

13．BC

【详解】

AB．图甲中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时A1的电流小于L1的电流，则可知L1的电阻小于A1的电阻，选项A错误，B正确；

C．图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，选项C正确；

D．图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，选项D错误。

故选BC。

14．BC

【详解】

A．接通开关S瞬间，灯泡A立即变亮，A错误；

B．断开开关S的瞬间，由于自感线圈L要阻碍电流的减小，产生的自感电动势使得自感线圈相当于一个右端为正极、左端为负极的电源，通过灯泡形成回路，此时流经灯泡的电流是从右向左的，与合上开关时从左向右的电流相反，B正确；

C．若，合上开关且稳定后，流经自感线圈的电流大于灯泡上流过的电流，断开开关时，自感电动势的存在使自感线圈上的电流从它原来的电流缓慢减小，所以，最先一段时间内从右向左流过灯泡的电流将大于灯泡原来的电流，所以灯泡将闪亮一下再慢慢熄灭，C正确；

D．若，合上开关稳定后，自感线圈上的电流本来就比灯泡上的电流小，自感系数再大，也不能使初始电流增大，而只能使熄灭的过程延长，D错误。

故选BC。

15．AD

【详解】

AB．电键S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光。由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，B灯逐渐增大，则A灯变暗，B灯变亮，故A正确，B错误；

CD．断开电键S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。

故选AD。

16．BD

【详解】

A．镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，不能将交流电转化为直流电，故A错误；

B．电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U形片冷却收缩，两个触片分离，故B正确；

C．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，故C错误；

D．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作，故D正确；

故选BD。

17．BD

【详解】

AB．闭合S后，线圈阻碍电流增大，电路中的电阻大于电路稳定时的电阻，所以干路电流较小，内电压较小，外电压较大，即电流表读数大于I0。A错误，B正确；

CD．断开S瞬间，两个支路构成回路，线圈阻碍电流减小，从而产生同向感应电流，所以灯泡不会立即熄灭。C错误，D正确。

故选BD。

18．BC

【详解】

AB．送电线圈通入周期性变化的电流，则送电线圈中产生周期性变化的磁场，故B正确，A错误；

C．无线充电是利用电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确；

D．周期性变化的磁场会产生周期性变化的电流，输出的不是恒定电流，故D错误。

故选BC。

19．AD

【详解】

ABC．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，而流过B的电流增大，所以B灯变亮，故A正确，BC错误；

D ．S闭合电路稳定后，断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D正确。

故选AD。

20．AC

【详解】

AB．闭合S，B灯由于和线圈L连接，接通时，会产生自感起到阻碍作用，所以B灯逐渐亮，A灯立即亮，电路稳定后，线圈L的电阻可忽略不计，通过A灯，B灯电流相等，最后A、B一样亮，B错误A正确；

CD．闭合S，电路稳定后再断开S，由于线圈L的自感作用，线圈中的电流只能慢慢减小，由于稳定时通过线圈的电流和通过A灯，B灯电流相等，所以两灯同样变暗至熄灭，D错误C正确 。

故选AC。