2025版高中物理第四章6互感和自感练习含解析新人教版选修3-2

PAGE5-6互感和自感1.关于某一线圈的自感系数,下列说法中正确的是(D)A.线圈中电流变更越大,线圈的自感系数越大B.线圈中电流变更得越快,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.不管电流如何变更,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)和是否插入铁芯确定的.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、电流变更量、电流变更率等无关,故D正确.2.(多选)无线电力传输目前取得重大突破,如图所示是一种基于电磁感应原理的非接触式电源供应系统.两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,如图所示,下列说法正确的是(BD)A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势B.只有A线圈中输入变更的电流,B线圈中才会产生感应电动势C.A中电流越大,B中感应电动势越大D.A中电流变更越快,B中感应电动势越大解析:依据产生感应电动势的条件,只有处于变更的磁场中,B线圈才能产生感应电动势,A错,B对;依据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量变更率,所以C错,D对.3.(2024·山东济宁月考)在无线电仪器中,常须要在距离较近的地方安装两个线圈,并要求当一个线圈中有电流变更时,对另一个线圈中的电流影响尽量小,则下图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(D)解析:某一个线圈的磁场通过另一个线圈的磁场的变更率越小,影响则越小,欲使两线圈由于互感的影响尽量小,应放置成D选项的情形,这样线圈内的磁场是相互垂直的,故D正确.4.如图所示,多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽视不计,两个电阻的阻值都是R,开关S原来打开,电流为I0,今合上开关将一电阻短路,于是线圈中有自感电动势产生,此电动势(D)A.有阻碍电流的作用,最终电流由I0减小到零B.有阻碍电流的作用,最终电流总小于I0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流I0保持不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流最终还是增大到2I0解析:当S合上时,电路的电阻减小,电路中电流要增大,故L要产生自感电动势,阻碍电路中的电流增大,但阻碍不是阻挡;当电流稳定后,L的自感作用消逝,电路的电流为2I0,选项D正确.5.(2024·辽宁大连期末)如图所示灯LA,LB完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽视.则(A)A.S闭合的瞬间,LA,LB同时发光,接着LA变暗,LB更亮,最终LA熄灭B.S闭合瞬间,LA不亮,LB马上亮C.S闭合瞬间,LA,LB都不马上亮D.稳定后再断开S的瞬间,LB熄灭,LA比LB(原先亮度)更亮解析:S接通的瞬间,L支路中电流从无到有发生变更,因此,L中产生的自感电动势阻碍电流增加.由于有铁芯,自感系数较大,对电流的阻碍作用也就很强,所以S接通的瞬间,L中的电流特别小,即干路中的电流几乎全部流过LA,所以LA,LB会同时亮.又由于L中电流很快稳定,感应电动势很快消逝,线圈的电阻可忽视,对LA起到短路作用,因此LA便熄灭.这里电路的总电阻比刚接通时小,由恒定电流学问可知,LB会比以前更亮.断开S的瞬间,LA再次发光,但LA不会比LB(原先亮度)更亮.故选项A正确.6.(2024·河北唐山期末)(多选)如图所示,金属杆ab在两平行的金属导轨上滑行,变压器两线圈绕向如图所示,若使电流计中电流向下,则ab杆的运动方向可能是(CD)A.向左匀速运动 B.向右匀速运动C.向左匀加速运动 D.向右匀减速运动解析:当金属棒ab匀速运动时,右边线圈中产生恒定的感应电流,穿过左边线圈的磁通量不变,左边线圈不产生感应电流,选项A,B错误;金属杆ab向左匀加速运动时,由安培定则推断可知,杆中产生向下的感应电流,而且感应电流增大,电流产生的磁感应强度增大,穿过左侧线圈的磁通量向上,磁通量增大,由楞次定律可知,通过G的电流向下,选项C正确;金属杆ab向右匀减速运动时,由安培定则推断可知,杆中产生向上的感应电流,而且感应电流减小,电流产生的磁感应强度减小,穿过左侧线圈的磁通量向下,磁通量减小,由楞次定律可知,通过G的电流向下,选项D正确.7.(多选)如图(甲)、(乙)中,电阻R和自感线圈L的阻值相等,接通S,使电路达到稳定状态,灯泡D发光,则(AD)A.在电路(甲)中,断开S,D将渐渐变暗B.在电路(甲)中,断开S,D将先变得更亮,然后慢慢变暗C.在电路(乙)中,断开S,D将慢慢变暗D.在电路(乙)中,断开S,D将先变得更亮,然后慢慢变暗解析:在电路(甲)中自感线圈L与灯泡D串联,流经D与L的电流相等,断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流从稳定状态渐渐减小,D将慢慢变暗,而不是先变得更亮,再慢慢变暗,选项A正确,B错误;在电路(乙)中,L与D并联,稳定时L中电流比D中电流大,断开S的瞬间,L中电流从稳定状态渐渐减小,故S断开瞬间,通过灯泡D的电流变大,然后再渐渐变小,D将先变得更亮,然后慢慢变暗,故选项C错误,D正确.8.(多选)如图所示的电路中,灯泡LA,LB电阻相同,自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大.先接通S,使电路达到稳定,再断开S.对于电流随时间变更的图象,下列正确的是(BD)解析:S接通时,流过线圈的电流发生变更,线圈中会产生自感电动势,阻碍电流的变更,经过一段时间后,自感作用消逝,电路达到稳定,选项A错误,B正确;S接通且电路稳定时,流过灯泡LB的电流大于流过灯泡LA的电流,方向是从左到右,当S断开时,线圈L产生自感电动势,并与灯泡LB组成回路,产生自感电流,使流过灯泡LB的电流反向,并突然减小,从断开S前流过线圈的电流大小起先渐渐减小到零,选项D正确,C错误.9.如图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(B)A.先断开S2 B.先断开S1C.先拆除电流表 D.先拆除电阻R解析:假如不断开S1,线圈L与电压表就会组成闭合回路,在断开S2时,线圈L会产生感应电流,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,所以必需先断开S1,再断开S2,选项B正确.10.(2024·北京昌平区期末)如图所示的电路,线圈L的直流电阻不计,则(A)A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电D.由于线圈电阻不计,电容器被短路,上述三种状况下两板都不带电解析:S闭合瞬间,由于L的阻碍作用,将使电容器充电,A板带正电、B板带负电.稳定后,L相当于导线,而使电容器短路,从而电容器带电荷量变为零.S断开瞬间,L中的电流会渐渐变小,从而使电容器再次被充电,B板带正电、A板带负电,故选项A正确.11.(2024·江西鹰潭月考)(多选)如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(BD)A.向右匀速运动 B.向右加速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动解析:ab杆匀速运动时,ab杆中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变更,L2中无感应电流产生,cd杆保持静止,选项A错误;ab杆向右加速运动时,L2中的磁通量向下,增大,通过cd杆的电流方向向下,cd杆向右移动,选项B正确;同理可得选项C错误,D正确.12.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.试验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后渐渐变暗;闭合开关S2,灯A2渐渐变亮,而另一个相同的灯A3马上变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是(C)A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等解析:图1中,开关S1断开瞬间,灯A1突然闪亮,随后渐渐变暗,说明电路稳定时IL1>IA1,故RL1<RA1,选项A,B错误;图2中,电路稳定后A2与A3的亮度相同,说明两支路电流相等,故R=RL2,选项C正确;闭合S2瞬间,L2对电流的变更起阻碍作用,L2所在支路的电流小于滑动变阻器所在支路的电流,选项D错误.13.(2024·江西抚州联考)如图所示是一种触电保安器,变压器A处用双股线(火线和零线)平行绕制成线圈,然后接到用电器上,B处有一个输出线圈,一旦有电流,经放大后便能马上推动继电器J切断电源,下列状况下能否起爱护作用?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,脚与地相接触而触电,能否切断电源?解析:(1)不能.因A处线圈是采纳的双线绕法,增加开