新教材适用2023_2024学年高中物理第2章电磁感应4互感和自感提能作业新人教版选择性必修第二册

第二章　4.

基础达标练

1．(多选)关于导电线圈的自感系数，下列说法中正确的是( CD )

A．线圈中的感应电动势越大，自感系数就越大

B．线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零

C．线圈插入铁芯后，自感系数会明显增大

D．把线圈匝数增加一些，自感系数变大

解析：导电线圈的自感系数与线圈的形状、大小、匝数、是否有铁芯有关，与线圈中的感应电动势或电流无关，故线圈插入铁芯后，自感系数会明显增大，把线圈匝数增加一些，自感系数变大。故选CD。

2．(多选)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，这时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( AD )

A．灯泡变暗  B．灯泡变亮

C．螺线管缩短  D．螺线管伸长

解析：将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内时，则使穿过螺旋管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，所以导致线圈中的电流减小，灯泡变暗，由于每匝线圈间的同向电流减小，故相互吸引力减小，从而螺线管伸长，故选AD。

3．(2022·福建省福州高二期末)无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机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( C )

A．在充电过程中没有电能损失

B．无线充电基座可以用直流电源供电

C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理

D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电

解析：在充电过程中线圈会产生焦耳热，会有电能损失，A错误；无线充电基座产生的是交变磁场，所以必须用交流电源供电，B错误；发射线圈产生的交变磁场使接收线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，所以无线充电过程主要利用了电磁感应原理，C正确；无线充电基座只能对配备接收线圈的手机进行无线充电，D错误。

4．(多选)(2022·福建三明市高二期中)如图所示，灯泡1和2是两个电阻值均为R的完全相同的小灯泡，滑动变阻器接入电路的阻值为R0，R>R0。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值也为R0。由于自感现象，当开关接通或断开时，下列说法正确的是( AC )

A．开关接通时，灯泡1和2同时亮

B．开关接通时，通过灯泡1和2的电流相等

C．开关断开时，灯泡2立即熄灭，灯泡1先闪亮一下再熄灭

D．开关断开时，通过灯泡1和2的电流相等

解析：开关接通时，灯泡1和2同时亮，但是由于线圈中的感应电动势阻碍电流的增加，则通过灯泡1的电流大于通过灯泡2的电流，A正确，B错误；开关断开时，灯泡2立即熄灭；因R>R0，即灯泡的电阻大于线圈的直流电阻，则当电路稳定时，通过线圈的电流大于通过灯泡1的电流，则当开关断开时，由于线圈阻碍电流减小，则原来通过线圈的电流再次通过灯泡1，则使得灯泡1先闪亮一下再熄灭，C正确；开关断开时，灯泡2的电流立刻变为零，但是通过灯泡1的电流是逐渐减为零，则通过灯泡1和2的电流不相等，D错误。

5．如图所示，L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为零。电路中A和B是两个相同的灯泡，A灯泡串接一个理想二极管D，则下列说法错误的是( B )

A．开关S闭合瞬间，A灯不亮

B．开关S闭合瞬间，B灯泡立即亮

C．开关S断开瞬间，A灯泡闪亮一下后熄灭

D．开关S断开瞬间，a点电势低于b点电势

解析：开关S闭合瞬间，电感线圈相当于断路，二极管不导通，则此时A、B灯都不亮，A正确，B错误；稳定后，电感线圈相当于导线，所以B灯亮，A灯不亮，开关S断开瞬间，电感线圈中电流减小，则产生自感电动势，由楞次定律可知，b端相当于电源正极，此时二极管正向导通，电感线圈与二极管、A灯组成回路，则A灯闪亮一下后熄灭，且a点电势低于b点电势。C、D正确。

6．(多选)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，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电流达到稳定，t1时刻断开开关S。I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，下面能定性描述电流I随时间t变化关系的是( AC )

解析：当S闭合时，L的自感作用会阻碍电流变大，电流从D1流过；然后L中的电流变大，D1中的电流变小至为0；D2中的电流等于电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为0时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定。当S断开时，D2立即熄灭，D1突然亮起后慢慢熄灭，电流反向且逐渐减小。

7．(2022·山西太原高二期中)如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大，电阻与R相等，则( B )

A．闭合S时，灯泡A立即变亮，B缓慢变亮

B．闭合S时，灯泡A缓慢变亮，B立即变亮

C．闭合S待稳定后再断开，A闪亮一下再熄灭而B立即熄灭

D．闭合S待稳定后再断开，B闪亮一下再熄灭而A立即熄灭

解析：闭合S时，灯泡B立即变亮，线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，由于灯泡A与线圈串联，故灯泡A缓慢变亮，A错误，B正确；闭合S待稳定后，由于A、B是两个相同的灯泡，线圈的直流电阻与R相等，说明两条支路的电流相等，断开S时，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，线圈电流会通过A、B两灯泡，但由于线圈原来电流大小与两灯泡电流相等，故不会看到灯泡闪亮一下，而是看到A、B两灯泡逐渐熄灭，C、D错误。

8．(多选)(2023·山西高二期末)在用图1的电路研究自感现象时，电流传感器显示各时刻通过线圈L(直流电阻为0)的电流如图2所示。已知灯泡的电阻与定值电阻R相同且不随电流变化，可以判定( BC )

A．闭合S时灯泡缓慢变亮，断开S时灯泡缓慢熄灭

B．1.0×10－3s前后，S由闭合变为断开

C．1.2×10－3s时，通过灯泡的电流方向为从右向左

D．1.1×10－3s时，灯泡的功率约为5.0×10－4s时的二分之一

解析：当开关S闭合时，流过灯泡的电流瞬间增大，所以灯泡瞬间变亮，由于线圈的自感作用使得流过电阻R的电流逐渐增大，断开S时，由于灯泡的电阻与定值电阻R相同电流逐渐减小，故A错误，B正确；断开开关，线圈产生的感应电流方向向右，所以流过灯泡的电流向左，故C正确；由图可知，t＝1.1×10－3s时，电流为0.9A，t＝5.0×10－4s时，电流为1.5 A，根据功率的计算公式P＝I2R，可得＝＝0.36，故D错误。故选BC。

能力提升练

9．(2023·江苏苏州市高二期中)在自感课堂引入中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5 V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是( D )

A．闭合开关瞬间，人有触电的感觉

B．闭合开关稳定后，人体的电流等于线圈的电流

C．断开开关瞬间，流过人的电流方向为P→Q

D．断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大

解析：由于人的电阻较大，干电池的电动势较低，开关闭合后，多匝线圈和同学们并联，通过人体的电流很小，所以人没有触电的感觉，A错误；因为开关闭合后，多匝线圈和同学们并联，且由于人的电阻大于线圈的电阻，所以通过人体的电流小于线圈的电流，B错误；开关断开的瞬间，线圈中产生自感电动势，自感电流方向与原电流方向一致，所以流过人的电流方向为Q→P，C错误；断开开关瞬间，多匝线圈产生自感电动势，人体电阻很大电流变化很快，所以线圈两端的电压会突然增大，D正确。

10．在下图所示的电路中，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。

11.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，因此消除了自感影响，选项A、B错误，只有C正确。

12．(多选)(2023·山东枣庄市高二期中)如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻与灯泡L1、L2的电阻相同，两灯泡的额定电压、额定功率相同，额定电压小于电源的电动势，闭合电键S，则下列判断正确的是( CD )

A．闭合电键后，L1、L2两灯泡逐渐变亮

B．闭合电键后，L1、L2两灯泡逐渐变暗至熄灭

C．断开电键一瞬间，灯泡L1中有从右向左的电流

D．断开电键一瞬间，灯泡L1的功率变为原来的四分之一

解析：闭合电键瞬时，L相当于断路，L1、L2两灯泡通有电流会直接变亮，当稳定后L相当于定值电阻，与灯泡并联，此时灯泡中电流稳定，亮度正常，A、B错误；闭合电键后，稳定时L中电流从左到右，当断开电键一瞬间，L等效于电源，电流方向不变，与灯泡构成回路，因此灯泡L1中有从右向左的电流，C正确；闭合电键后，稳定时L阻值与灯泡阻值相同，因此电流相同，当断开电键一瞬间L等效于电源，电流大小不变，两个灯泡并联接入电路分流，电流大小为原来一半，根据P＝I2R可知灯泡L1的功率变为原来的四分之一，D正确。

13．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。