高中物理第4章电磁感应6互感和自感学业分层测评新人教版选修3-2

1、互感和自感(建议用时：45分钟)学业达标1(2016莆田高二检测)关于自感现象，下列说法中正确的是()A电路中电流越大，自感电动势越大B电路中电流变化越大，自感电动势越大C线圈中电流均匀增大，线圈的自感系数也均匀增大D线圈中的电流为零时，自感电动势不一定为零【解析】在自感系数一定的情况下，电流变化越快，自感电动势越大，与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系，A、B项错；线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关，C项错【答案】D2关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是()A线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大B线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大C若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零D不管电流如何变化，线圈的自感系数不变【解析】自感系数只与线圈本身有关，而与其他因素无关自感系数是由线圈的本身性质(线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的线圈的横截面积越大，线圈越长，单位长度上的匝数越多，它的自感系数就越大，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多自感系数与通入的电流、电流改变量、电流变

2、化率等无关，故正确答案为D.【答案】D3(2016厦门高二检测)如图468所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应() 图468【导学号：94530043】A先断开S1B先断开S2C先拆除电流表D先拆除电阻R【解析】S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.【答案】B4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469所示，其道理是()图469A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，当有电流通过时，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，只有选项C正确【答案】C5如图4610所示，L为自感系数

3、较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()图4610A灯A立即熄灭B灯A慢慢熄灭C灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D灯A突然闪亮一下再突然熄灭【解析】当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯就立即熄灭【答案】A6如图4611所示是用于观察自感现象的电路图设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RLR，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到() 图4611【导学号：94530044】A灯泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭C灯泡有明显的闪亮现象D只有在RLR时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象【解析】S闭合电路稳定时，由于RLR，那么ILIR，S断开的瞬间，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小通过灯原来的电流IR随着开关的断开变为零，而灯与线圈形成闭合回路，此时灯泡的电流等于流过线圈的电流，即从IL开始逐渐变小，由于ILIR，因此灯开始时有明显的闪亮现象，C正确，A、B错误；若RLR时，ILIR，这样不会有明显的

4、闪亮，D错误【答案】C7(多选)如图4612所示的电路中，三个相同的灯泡M、N、P和线圈L1、L2与直流电源连接，线圈的电阻忽略不计，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()图4612AM先变亮，然后逐渐变暗BN先变亮，然后逐渐变暗CP先变亮，然后逐渐变暗DN、P都逐渐变暗【解析】由题图中看出，S突然断开时，线圈L1、L2中的感应电动势瞬间都给灯M提供电压，因此灯M瞬间电流比原来大，故灯M先变亮，然后逐渐变暗，灯N、P都逐渐变暗【答案】AD8在如图4613所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()图4613【解析】t时刻闭合S，则由于线圈L的自感作用，通过小灯泡L1的电流i1从零逐渐增加，直到达到稳定值I，故A错，B对；而小灯泡L2所在支路没有上述现象，S一闭合，电流i2就为稳定值I，故C、D均错【答案】B能力提升9(2016

5、大理高二检测)如图4614所示的电路中A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同在开关S接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是()图4614A接通时A1先达最亮，断开时A1后灭B接通时A2先达最亮，断开时A1后灭C接通时A1先达最亮，断开时A1先灭D接通时A2先达最亮，断开时A2先灭【解析】当开关S接通时，A1和A2同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始时电流几乎全部从A1通过，而该电流又将同时分两路通过A2和R，所以A1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，A1和A2达到一样亮；当开关S断开时，电源电流立即为零，因此A2立即熄灭，而对A1，由于通过线圈的电流突然减小，线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，使线圈L和A1组成的闭合电路中有感应电流，所以A1后灭【答案】A10(2016烟台高二检测)如图4615所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S，下列表示A

6、、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是() 图4615【导学号：94530045】【解析】由于自感现象，t0时刻UAB较大，随时间推移，UAB减小；断开S，电感L中电流的方向不变，逐渐减小，经过电感L、电阻R、灯泡D形成回路，所以UAB的方向发生改变，大小逐渐减小至零，故正确答案为B.【答案】B11(多选)如图4616所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是()图4616AS闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭CS闭合足够长时间后，B发光而A不发光DS闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭【解析】电容器的特性是“充电和放电”，在开始充电阶段，相当于阻值很小的电阻，放电阶段相当于电源电感线圈的电流不会突然变化，当电流突然增大时，相当于阻值很大的电阻，当电流突然减小时，相当于电源因此，当开关刚闭合时，电容器对电流的阻碍作用小，线圈对电流的阻碍作用大C和B组成的电路分压作用小，A、L组成的电路分压作用大，B灯较暗，A灯较亮当开关闭

7、合足够长的时间后，电容器充电完成，线圈中电流为直流电，而其直流电阻很小，B灯较亮，A灯被短路，不发光；开关断开瞬间，电容器和B灯组成的回路中，电容器放电，B灯逐渐变暗，A灯和线圈组成的回路中，线圈充当电源，A灯先变亮再熄灭，故选项A、C正确【答案】AC12如图4617所示，电流表的内阻不计，电阻R12.5 ，R27.5 ，电感线圈的直流电阻可以忽略闭合开关S的瞬时，电流表的读数I10.2 A；线圈中的电流稳定后，电流表的读数I20.4 A，试求电池的电动势和内电阻图4617【解析】S闭合瞬时，可认为由于线圈的自感作用使得线圈中没有电流；而线圈中的电流稳定时，认为线圈的电阻为零，电阻R2被短路，R2中的电流为零设电池的电动势为E，内电阻为r，则S闭合的瞬时，由闭合电路欧姆定律得：EI1(R1R2r)稳定后，由闭合电路欧姆定律得：EI2(R1r)联立代入数据解得E3 V，r5 .【答案】3 V5 13(2016泰安高二检测)如图4618甲所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t1103s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)已知电源电动势E6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 ，电阻R的阻值为2 .甲乙图4618求：(1)线圈的直流电阻RL.(2)开关断开时，该同学观察到的现象是什么？并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是多少？【解析】(1)由图象可知S闭合稳定时IL1.5 ARLR 2 2 .(2)S闭合稳定时小灯泡电流I1 A1 AS断开后，L、R、R1组成临时回路电流由1.5 A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势EIL(RRLR1)15 V.【答案】(1)2(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭15 V7

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