高中物理 4.6互感和自感课后习题（含解析）新人教版选修3-2

6互感和自感课时演练促提升A组1.下列说法正确的是()A.当线圈中电流不变时,线圈中的自感电动势也不变B.当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C.当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析:由法拉第电磁感应定律可知,当线圈中的电流不变时,不产生自感电动势,选项A错误;当线圈中的电流反向时,相当于电流减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同,选项B错误;当线圈中的电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,所以选项C正确,同理可知选项D错误。答案:C2.在制作精密电阻时,为消除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()A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消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,在线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感现象,选项A、B错误,只有C正确。答案:C3.如图所示是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路,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,将电路拆除时应()A.先断开S2B.先断开S1C.先拆除电流表D.先拆除电阻R解析:只要不断开S1,线圈L与电压表就会组成闭合回路,在断开S2时,线圈L会因此产生感应电流,电流的方向与原来方向相同。这时流过电压表的电流方向与原来电流方向相反,电压表中的指针将反向转动,损坏电压表,所以必须先拆下电压表,即断开S1。答案:B4.在同一铁芯上绕着两个线圈A、B,两电源相同,单刀双掷开关原来接在点1,现在把它从点1扳向点2,如图所示,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是()A.先由PQ,再由QPB.先由QP,再由PQC.始终由QPD.始终由PQ解析:单刀双掷开关接在点1上时,A线圈中的电流恒定不变,在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左。当单刀双掷开关由点1扳向点2的过程中,通过线圈A中的电流,先沿原方向减小到零,再由零增大到原电流值,所以B中产生的感应电流分两个阶段分析:(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中,A的磁场自右向左也跟着减弱,导致穿过线圈B的磁通量在减小。由楞次定律知,线圈B中会产生右上左下的感应电流,即流过电阻R的电流方向是PQ;(2)在A中电流由零增大到原方向的电流的过程中,A的磁场自右向左也跟着增强,导致穿过线圈B的磁通量在增大.由楞次定律知,线圈B中会产生左上右下的感应电流,即通过电阻R的电流方向是QP。综上分析知,全过程中流过电阻R的电流方向是先由PQ,再由QP,所以A对。答案:A5. (多选)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是()A.I1开始较大而后逐渐变小B.I1开始很小而后逐渐变大C.I2开始很小而后逐渐变大D.I2开始较大而后逐渐变小解析:闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大。闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故A、C正确。答案:AC6.如图所示,两个电阻均为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I0C.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,但电流还是增大,最后变为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,选项A错误;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,选项B、C错误;最后达到稳定时,电路中总电流为I=2I0,故选项D正确。答案:D7.(多选)如图甲、乙电路中,电阻R和自感线圈L的电阻都很小。闭合S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗解析:在电路断开时,电感线圈的自感电动势阻碍原电流减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等,以后以此电流开始缓慢减小到零。题图甲中,灯泡A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬间,灯泡A的电流不变,以后电流渐渐变小。因此,灯泡A渐渐变暗。题图乙中,灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时,电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小,此瞬间电感线圈中的电流不变,电感线圈相当于一个电源给灯泡A供电。因此,反向流过A的电流瞬间要变大,然后渐渐变小,所以灯泡A要先更亮一下,然后渐渐变暗。答案:AD8.如图所示,L为自感线圈,a是一个灯泡,在S闭合瞬间,A、B两点电势相比,点电势较高,在S断开瞬间,A、B两点电势相比,点电势较高。解析:开关闭合的瞬间,线圈的自感作用将阻碍电流的增加,故A端电势高;开关断开的瞬间,线圈中自感电动势的方向与原电流方向相同,B端电势高。答案:ABB组1. (多选)线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则()A.0t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t2t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1t2时间内线圈中的自感电动势为零解析:线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E。根据图象分析:0t1时间内的电流变化率小于t2t3时间内的电流变化率,A错误,C正确;t1t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,B错误,D正确。答案:CD2. (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右边迅速插入螺线管内,则将看到()A.灯泡变暗B.灯泡变亮C.螺线管缩短D.螺线管伸长解析:通电螺线管周围存在磁场,软铁棒插入其中,软铁棒迅速被磁化引起螺线管磁通量的增加,产生感应电流引起灯泡变暗。每匝线圈之间吸引力减小,螺线管伸长,A、D对,B、C错。答案:AD3.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()解析: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,故选项D正确。答案:D4.如图所示的电路中,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。在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是()A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆C.G1、G2表的指针都向左摆D.G1、G2表的指针都向右摆解析:电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原方向相同的自感电动势,与G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆,B项正确。答案:B5.在如图所示的电路中,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()解析:闭合S后,由于电感线圈的自感作用,i1逐渐增大,最终达到稳定值,而i2直接从某一最大值减小到某一稳定值后保持不变,所以选项B正确。答案:B6. (多选)如图所示电路中,自感系数较大的线圈L其直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带正电的是()A.S闭合的瞬间B.S断开的瞬间C.S闭合电路稳定后D.S闭合、向右移动变阻器触头解析:S闭合电路稳定时,线圈两端没有电势差,电容器两板不带电;S闭合瞬间,电流增大,线圈产生自感电动势方向与电流方向相反,使B板带正电;S断开的瞬间,或向右移动滑动变阻器滑片时,电流减小,线圈产生自感电动势的方向与电流方向相同,使A板带正电,B、D项正确。答案:BD7. (多选)如图所示,是一种延时开关的原理图,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通;当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放。则()A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2,无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2,延时