高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感作业课件ppt

第二章　3

一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)

1．关于线圈自感系数的说法，错误的是(　 A　)

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

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.在制造精密电阻时，为消除电阻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(　C　)

A．当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B．当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消

C．当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消

D．以上说法均不正确

解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确。

3．关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是(　D　)

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，线圈中的自感系数越大

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

解析：自感系数是描述线圈特性的物理量，只与线圈本身有关。当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项 A错误；线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈中的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误；根据楞次定律，自感电动势方向与电流变化的方向相反。当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C错误；对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比，选项D正确。

4.在右图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通稳定工作后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际(　B　)

A．G1指针向左摆，G2指针向右摆

B．G1指针向右摆，G2指针向左摆

C．G1、G2的指针向左摆

D．G1、G2的指针向右摆

解析：电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，所以含有电感线圈的支路的电流从“＋”接线柱流入G1指针向右摆。含有电阻的支路电流从“－”接线柱流入G2指针向左摆。故B正确，A、C、D错误，故选B。

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(　D　)

解析：当并联电容时只能放电，但无法解决电弧现象，故A错误；当用导线短路时不会出现电弧，但线圈部分也就无法工作了，C错误；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。B错误。

6．(多选)如图所示，线圈L的自感系数很大，其直流电阻可以忽略，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(　BD　)

A．当开关S闭合时，L1立刻变亮，L2逐渐变亮，最后两灯一样亮

B．当开关S闭合时，L1、L2两灯同时亮，以后L2灯更亮，L1灯熄灭

C．当开关S断开时，L1、L2立即同时熄灭

D．当开关S断开时，L2立即熄灭，L1亮一会儿才熄灭

解析：当S闭合时，产生通电自感，此时L中没有电流通过，电路相当于L1和L2串联。随后，L会将L1逐渐短路，同时L2中电流会逐渐增大，故B对；当S断开时，产生断电自感，L相当于电源且只对L1放电，故D对。

7. (2020·江苏扬州高邮高三第二学期阶段性调研)如图所示，两相同灯泡A1、A2，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(　C　)

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，a点的电势比b点低

D．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭

解析：闭合开关S后，线圈产生自感电动势，两灯立刻亮，电路稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更亮，故A、B错误；断开S瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以回路没有形成电流，A1也立即熄灭，故D错误，C正确。

8．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I0＝，现将S闭合，于是L中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是(　D　)

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

解析：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，A错；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错；最后达到稳定时，电路中电流为I＝＝2I0，故D正确。

二、非选择题

9．(12分)有人认为可用以下方法窃听电话：将并在一起的两根电话线分开，并在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，如图所示。能用这种方法窃听吗？

答案：能。

解析：这是窃听电话的古老方法。当电流流入电话线时，环绕着电流有一磁场，如图所示。如果我们把窃听器的导线放在电话线附近，磁场也就环绕着窃听器的导线。当电话线中的电流以说话声音的频率变化时，环绕着窃听器导线的磁场也随之变化，在窃听器导线中产生感应电流。

一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)

1．(2021·福建省永春一中高二上学期月考)如图所示电路中，开关S原先闭合，电路处于稳定状态时，通过两电阻的电流大小分别为I1，I2，已知R1＞R2，不计线圈L的直流电阻，为理想电流表。在某一时刻突然断开开关S，则通过电流表的电流I随时间t变化的图线可能是下图中的(　D　)

解析：S断开后的瞬间L与R1构成闭合回路，流过电流表的电流反向且从I2开始减小，故D项正确。

2.如图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是(　C　)

A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光

B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光

C．S3断开，接通S1、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

解析：当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的电压值，日光灯不能发光，选项 A错误；当S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误；当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，而灯管两端的工作电压为80 V左右这样灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误；当只有S1、S2接通，通过镇流器的电流很大，再断开S2，镇流器中会产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管中的气体导电，日光灯正常发光，选项C正确。

3．(2020·河北省阜城中学高二第一学期期末)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是(　C　)

A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动

B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动

C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动

D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动

解析：由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由安培定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b。由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动。同理，若圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动；故A、D错误；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故B错误；若圆盘顺时针减速转动时，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场减弱。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由安培定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，故C正确；故选C。

4．(多选)如图所示的电路中，L为电感量足够大的理想电感，C是电容量足够大的理想电容，R1、R2是阻值大小合适的相同电阻，E是内阻不计的直流电源。G1、G2是两个零刻度在中央的相同的灵敏电流计，且当电流从哪一侧接线柱流入时，指针即向哪一侧偏转，对该电路下列判断正确的是(　BD　)

 A．开关S闭合的瞬间，两电流计将同时发生明显的偏转

B．开关S闭合的瞬间，仅电流计G1发生明显地偏转

C．开关S闭合电路稳定后，两电流计均有明显不为零的恒定示数

D．电路稳定后再断开电键S，此后的短时间内，G1的指针将向右偏转，G2的指针将向左偏转

解析：由于L为电感量足够大的理想电感，C为电容量足够大的理想电容，故开关S闭合的瞬间，由于L的自感，相当于断路，而电容器处于充电状态，故G1中的电流明显大于G2中的电流，故 A错B正确；电路稳定后G1被短路，故C错误；断开S后，L通过G1放电，电容C通过G2放电，选项D正确。

二、非选择题

5．(12分)如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，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，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理由。

(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？

(2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？

(3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？

答案：(1)不能　(2)不能　(3)能

解析：(1)不能。

因A处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，不能产生感应电流，故不能推动J切断电源。

(2)不能。理由同(1)。

(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火线的电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。