（人教版选择性必修第二册）高二物理易混易错：互感和自感（原卷版+解析）

第二章电磁感应

第四节互感和自感

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念通过互感、自感及自感电动势等概念的提出，体会物理概念的产生过程。

认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，感悟特殊现象中有它的普遍

科学思维

规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。

科学探究知道自感电动势大小受到哪些因素影响

科学态度通过互感和自感现象在生产、生活中的应用，体会科学对社会发展的推动

与责任作用。

［基础知识深层理解提高］

知识点一：互感现象

1.互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生

的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象

叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势.

2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另

一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的.

3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之

间.在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作.

知识点二：自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻

近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电

动势，这种现象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫作自

感电动势.

知识点三：自感系数

1.自感电动势：£=£/，其中彩是电流变化率；/是自感系数，简称自感或电感.

2.单位：亨利，符号：H.

3.自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关.

知识点四：磁场的能量

1.线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中.

2.线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能.

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1对互感现象的深层理解和应用

易错易混点辨析1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈

之间，而且可以发生于任何两个用互靠近的电路之间。

2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。

例题1.目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，尔8两个线圈

彼比靠近平行放置，当线圈1接通工作电源时，线圈8中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充

电，下列说法正确的是（）

A.只要线圈力中输入电流，线圈少中就会产生感应电动势

B.若线圈力中输入变化的电流，线圈〃中产生的感应电动势也会发生变化

C.线圈力中输入的电流越大，线圈/，中感应电动势越大

D.线圈力中输入的电流变化越快，线圈8中感应电动势越大

解析：选DA.根据感应电流产生的条件，若在线圈4中输入恒定电流，则线圈4只产生恒定的磁场,

线圈8中的磁通量不发生变化，则线圈8中不会产生感应电动势，故A错误；B.若线圈月中输入随时间

均匀变化的电流，则会使线圈力产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律E=〃宁二常数,

则线圈5中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；C.若线圈/中电流恒定不变，无论多大，产生的

磁场是恒定的，则线圈8中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；D.线圈力中电流变化

越快，则线圈力中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律七=〃孚，线圈5中感应电动

4

势也会越大，故D正确。故选D。

例题2.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它从1扳到2,如图所示，

试判断在此过程中，在电阻4上的电流方向是（）

B

xcq

R

A.先由〜。,再由Q^P

B.先由8P,再由P-Q

C.始终由（LP

D.始终由40

解析：选C开关由1扳到2,线圈4中电流产生的磁场由向右变为向左，先减小后反向增加，由楞

次定律可得斤中电流由JEC正确。

易错易混点2自感现象中，灯泡亮度变化的问题判定不清

易错易混点辨析：（1）断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于电路稳定时两支路中电流的大小关

系，即由两支路中电阻的大小关系决定。

（2）若断开开关后，线圈与灯泡不能组成闭合回路，则灯泡会立即熄灭。

（3）自感线圈直流电阻小与直流电阻不计含义不同，稳定时，前者相当于定值电阻，后者出现短路。

例题3.（多选）如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈£的电阻可忽略，贝!1（）

A.S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭

B.S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮

C.S闭合瞬间，灯A、B都K立即亮

D.稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭

解析：选ADS接通的瞬间，£所在支路中电流从无到有发生变化，因此，2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/中的电流非

常小，即干路中的电流几乎全部流过灯A,所以灯A、B会同时亮；又由于£中电流逐渐稳定，感应电动

势逐渐消失，灯A逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最后熄灭。这个过

程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，灯B会更亮。稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流

较大，£与灯A组成回路，灯A要闪亮一下再熄灭，灯B立即熄灭。

例题4.如图所示，L和L2是两个相同的小灯泡，上是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与彳相同,

由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L、L先后亮暗的顺序是（）

~~0~~r—0~

LiL2

<___||_I，

LR

%1

A.接通时，Li先达最亮：断开时，L后暗

B.接通时，L?先达最亮：断开时，L?后暗

C.接通时，L先达最亮；断开时，L先暗

D.接通时，L先达最亮；断开时，Lz先暗

解析：选A开关闭合时，由于线圈£的自感作用阻碍电流的增大，所以大部分电流从L中流过，L

先达最亮；开关断开时，线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流的方向相同，且

只能在£与L的闭合回路中流过，L中有自感电流，所以L后暗。故选项A正确。

易错易混点3.通电自感现象和断电自感现象的理解不清

易错易混点募析：（）通电自感现象：开始线圈相当于断路

1.自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感电动势的

原电流的变化.

2.当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零

逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大.

3.电流稳定时自感线圈相当于导体（若直流电阻为零，相当于导线）.

（二）断电自感现象：线圈相当于电源

1.当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同.

2.断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小.若断开开关瞬间通过灯泡的

电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开

关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭.

例题5.如图所示的电路中，a、反c为三盏完全相同的灯泡，L是日感线圈，线圈的阻值不可忽略.则

下列说法正确的是（）

i~~俗一

凝S

A.合上开关后，4、〃、C三盏灯同时亮起来

B.合上开关后，。灯先亮起来，出〃两盏灯后亮起来

C.断开开关后，。、b、。三盏灯逐渐熄灭

D.断开开关后，"灯先熄灭，接着尻。两盏灯逐渐熄灭

解析：选D,AB,合上开关后，因线圈/的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律

可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过。灯的电流逐渐增大，所以a、b先亮，c后亮,故AB错误；CD.合

上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，c的电流小于。的电流；断开开关后，a因回

路被断而立刻熄灭，因自感线圈1的电流减小出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈£、

灯泡c、灯泡6组成回路，则力、c两盏灯电流会从c灯原来的电流上逐渐减小，最后熄灭，而两灯都不

会出现闪亮，故C错误D正确。故选D。

例题6.如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，其自感系数较大、电阻可

忽略不计。已知闭合且电路稳定后两灯都正常发光，则（）

A.闭合S,两灯同时正常发光

B.闭合S,A比B先达到稳定发光状态

C.断开S,A灯先闪亮一下后逐渐熄灭

I）.断开S,A灯和B灯逐渐燃灭

解析：选D,AB.闭合S后待电路稳定前，£产生自感电动势阻碍通过其的电流增大，所以B比A先

达到稳定发光状态，故AB错误；CD.断开S后开始的一段时间内，£产生自感电动势阻碍通过其的电流

减小，由于此时A、B和2在同一回路中，所以A灯和B灯均逐渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。

易错点4.自感现象中的图像问题的综合应用

易错点辨析：（1）£中电流变化时，自感电动势对电流有阻碍作用，随时间延续，其阻碍作用逐渐变小。

（2）如有正负之分，根据流过灯泡D的电流方向确定如的正负。

例题7.如图所示的电路中，电源的电动势为区内阻为八电感/’的电阻不计，电阻分的阻值大于灯

泡D的阻值。在f=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在时刻断开开关S。如选项图所示，表示力、

8两点间电压战随时间1变化的图像中，正确的是（）

-----t---------------------1

E.rT1D6

R

B

解析：选B开关S闭合的瞬间，由于£的阻碍作用，由2与£组成的支路相当于断路，后来由于£

的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，整个电路中

的总电流增大，由〃内=4得内电压增大，由％得路端电压幅减小。电路稳定后，由于A的阻

值大于灯泡D的阻值，所以流过£支路的电流小于流过灯泡D的电流。当开关S断开时，由于电感£的自

感作用，流过灯泡D的电流立即与上电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即如反向减小，

选项B正确。

例题8.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡4和A2分别串联•个带铁芯的电感线I卷/和•个滑

动变阻器凡闭合开关S后，调整此使Ai和A?发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为人然后,

断开开关S。若C时刻再闭合开关S,则在，前后的一小段时间内，选项图中正确反映流过的电流九

流过小的电流&随时间「变化的图像是（）

解析：选B由题中给出的电路可知，电路由工与人和生与a两个支路并联，在，时刻，4支路的

电流因为有A的自感作用，所以正由。逐渐增大，Az支路为纯电阻电路，力不存在逐渐增大或减小的过程,

故选项B正确。

【针对训练】

一、单选题

1.关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是（）

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

2.如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把铿刀上，一端接上电池（电池另一极与铿刀接触）,

手执导线的另•端，在锤刀.上来回划动，由于桂刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是

(

A.产生电火花的回路只由导线与电池组成

B.如导线端只向一个方向划动也能产生电火花

C.锦刀采用什么材料制成对实验没有影响

D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向

3.在如图a、〃所示电路中，电阻〃和自感线圈/的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关船

A.在电路a中,闭合4时,S将立即变痉发光

B.在电路a中,断开小后,S将先变得更亮，后才变暗

C.在电路人中,闭合4时,S将逐渐变亮发光

I）.在电路人中，断开4后,S将先变得更亮，然后渐暗

4.如图所示的电路中.〃、氏，•为三盏完全相同的灯泡,L是自感线阖,线圈的阻值不可忽略.则下

列说法正确的是（）

A.合上开关后，久以c三盏灯同时亮起来

B.合上开关后，c灯先亮起来，。两盏灯后亮起来

C.断开开关后，4、〃、C三盏灯逐渐熄灭

D.断开开关后，4灯先熄灭，接着反C•两盏灯逐渐熄灭

5.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

A.在充电过程中没有电能?员失

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

6.如图所示的电路中，线圈/，的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡,

下列说法中正确的是（）

L

__（g）_

AB

I——

r,E

A.S闭合后，A、B同时发光且亮度不变

B.S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭

C.S断开的瞬间，A、B同时熄灭

D.S断开的瞬间，A再次发光，然后保持亮度不变

7.如图所示，£为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有（）

3

E11-------

A.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

8.如图所示，闭合开关S后调节滑动变阻器〃和K,使同样规格的两个小灯泡4和“都正常发光，然

后断开开关。当再次闭合开关S时，下列说法正确的是（）

L

__r>r>r>r>ry___

~~A

—1Y—

A.灯泡力和8同时正常发光

B.灯泡4立刻正常发光，灯泡〃逐渐亮起来

C.灯泡8立刻正常发光，灯泡力逐渐亮起来

D.灯泡A和夕都要隔一段时间才亮起来

9.如图所示的电路中，£是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，»、D?和D,是三个完全相同

的灯泡，£是内阻不计的电源，在f=0时刻，闭合开关S,电路稳定后在。时刻断开开关S,规定以电路稳

定时流过D-D］的电流方向为正，分别用4、八表示流过D1和D?的电流，则下图中能定性描述电流/

随时间［变化关系的是（）

10.如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈/，的电流为L=0.4A,流过灯泡的电流为，2=0・2A。

现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流f随时间£变化关系的是（）

11.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，/是带铁芯的线圈，其自感系数很大,

直流电阻忽略不计，下列说法正确的（）

A.S闭合瞬间，A先亮

B.S闭合瞬间，A、B同时蜕

C.S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭

D.S断开瞬间，A逐渐熄灭，但不会闪亮一下

12.如图所示为“万人跳”实验的示意图，电源的内电阻可忽略，/,为学生实验用变压器线圈，在7=0

时刻闭合开关S,经过一段时间后，在，=八时刻断开S。下列表示通过人体电流/随时间，变化的图像中,

你认为最符合该实验实际的是（）

13.法拉第在研究电磁感应现象时，将两个线圈绕在同一个铁环上，简化电路如图所示，下列关于法

拉第研究过程的说法正确的是

A.闭合开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流

B.闭合开关S以后，右侧线圈中产生稳定的感应电流

C.断开开关S的瞬间，右侧线圈中产生感应电流

D.断开开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流

14.目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线

圈力、B,两线圈各自接入相同的电路，电路a、6端与电压有效值恒定的交变电源连接，如住所示。工作

过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，

导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻咒的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的

电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是（）

A.汽车接近线圈力时，该线圈的自感系数减少

B.汽车离开线圈夕时，回路电流将减少

C.汽车接近线圈夕时，c、d两端电压升高

D.汽车离开线圈力时，c、,两端电压升高

15.2018年3月27日，华为、小米不约而同选在同一天召开发布会。发布了各自旗下首款无线充电

手机。小米MIX2S支持7.5W无线充电，华为MaleRs保时捷版则支持10W无线充甩。如图给出了它们的无

线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（）

充电底座

A.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

B.手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗

C.只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电

D.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”

16.如图为一种延时开关示意图，M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中U与电源E、开关S

构成回路，N的两端用导线助直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A,开关触头B就将高玉电路接通;

当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法

正确的是（）

A.起延时效果的主要部件是线圈M

B.闭合S电路稳定工作后，导线ab中有从a流向。的感应电流

C.断开S瞬间，导线油中有从a流向人的感应电流

D.电源E的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果

二、多选题

17.如图所示的电路中，电源电动势为区内阻？,不能忽略。脐和总是两个定值电阻，£是一个自感系

数较大，电阻可忽略的线圈。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，

通过用的电流力和通过用的电流A的变化情况是（）

A.71开始较大而后逐渐变小

B.1开始很小而后逐渐变大

C.人开始很小而后逐渐变大

D.人开始较大而后逐渐变小

18.如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线固（直流电阻可忽略不计）,

B.电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭

C.S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭

D.S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭

19.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电感，且自感系数很大。C是电容较大

且不漏电的电容器，下列判断正确的是（)

A.S闭合时A灯，亮后逐渐熄灭，B灯逐渐变亮

B.S闭合时，A灯、B灯同时亮，然后A灯变暗，B灯变得更亮

C.S闭合，电路稳定后，S断JT时，A灯突然亮下，然后熄灭，B灯立即熄灭

D.S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯逐渐熄灭

20.如图所示，线圈必和线圈〃绕在同一铁芯上，则（）

A.当合上开关S的瞬间，线圈尸中没有感应电流

B.当合上开关S的瞬间，线圈，中有感应电流

C.当断开开关S的瞬间，线圈夕中没有感应电流

D.当断开开关S的瞬间，线圈〃中有感应电流

21.如图甲所示，无线手机充电因其方便、科技感强,很受年轻人的喜爱。图乙为电磁感应式手机无

线充电的原理示意图，与变压器类似，在充电基座上的送电线圈接入正弦交流电，手机中的受电线圈感应

出电流，实现为手机充电的目的，则在充电过程中（）

A.无线充电与有线充电一样实现了能量的传递

B.送电线圈接入恒定电流也可以持续给手机充电

C.送电线圈中电流产生的磁场是均匀变化的磁场

I）.受电线圈中感应电流产生周期性变化的磁场

22.如图（1）所示是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电

路，图中两个电阻的阻值均为亿人是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值小于凡图（2）是

某司学画出的在G时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法

中正确的是（)

图（2）

A.甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况

B.乙图是开关S由断开变为闭合通过传感器1的电流随时间变化的情况

C.丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

D.丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

三、非选择题

23.如图所示是研究自感现象的电路图，两个灵敏电流计G和3的零点都在刻度中央，当电流从左向

右流入时，指针向右偏，反之向左偏，在开关S接通的瞬间，G指针向_摆，G指针向投：S断开的

瞬间，Gi指针向—摆，G2指针向—摆（以上均选填“左”或“右”），两个灵敏电流计指针的摆动幅度—

24.正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动

汽车，继续向前走。小明很奇怪，司机只是轻轻地一扭钥匙，汽油机就点火启动了，这是什么原理呢？小

明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明门，小明设计

了如下一个电路：如图所示，电池电动势为反内阻可以忽略不计，£是一个匝数很多且有铁芯的线圈，

其直流电阻为八a、人之间的定值电阻阻值为几然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，

电路稳定后，断开S,请你按小明的思路完成如下问题的分析：

（I）断开S瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；

（2）断开S瞬间，线圈£相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；

（3）若〃不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电

火花的原因。

第二章电磁感应

第四节互感和自感

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念通过互感、自感及自感电动势等概念的提出，体会物理概念的产生过程.

认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，感悟特殊现象中有它的普遍

科学思维

规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。

科学探究知道自感电动势大小受到哪些因素影响

科学态度通过互感和自感现象在生产、生活中的应用，体会科学对社会发展的推动

与责任作用。

［基础知识深层理解提高」

知识点一：互感现象

1.互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的电流变化

时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动

势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势.

2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另

一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的.

3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之

间.在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作.

知识点二：自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻

近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电

动势，这种现象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫作自

感电动势.

知识点三：自感系数

3.自感电动势：序=*，其中大是电流变化率；£是自感系数，简称自感或电感.

4.单位：亨利，符号：H.

3.自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关.

知识点四：磁场的能量

1.线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中.

2.线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能.

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1对互感现象的深层理解和应用

易错易混点辨析1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁

芯上的两个线㈱之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。

2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。

例题1.目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，

A,8两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈力接通工作电源时，线圈8中会产生感应电动势,

并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（）

A.只要线圈力中输入电流，线圈8中就会产生感应电动势

B.若线圈月中输入变化的电流，线圈/，中产生的感应电动势也会发生变化

C.线圈力中输入的电流越大，线圈8中感应电动势越大

D.线圈力中输入的电流变化越快，线圈8中感应电动势越大

解析：选DA.根据感应电流产生的条件，若在线圈力中输入恒定电流，则线圈力只产

生恒定的磁场，线圈8中的磁通量不发生变化，则线圈8中不会产生感应电动势，故A错

误；B.若线圈4中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈4产生随时间均匀变化的磁场,

根据法拉第电磁感应定律七=〃f=常数，则线圈8中会产生恒定不变的感应电动势，故B

错误；C.若线圈力中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈8中没有磁

通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；D.线圈力中电流变化越快，则线圈力中电

流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律E=〃竽，线圈5中感应电动势也会

A/

越大，故D正确。故选D,

例题2.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它从1扳到2,

如图所示，试判断在此过程中，在电阻"上的电流方向是（）

A.先由JQ,再由AP

B.先由0+只再由一Q

C.始终由

D.始终由40

解析：选C开关由1扳到2,线圈4中电流产生的磁场由向右变为向左，先减小后反

向增加，由楞次定律可得H中电流由0*凡C正确。

易错易混点2自感现象中，灯泡亮度变化的问题判定不清

易错易混点辨析：（1）断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于电路稳定时两支路

中电流的大小关系，即由两支路中电阻的大小关系决定。

（2）若断开开关后，线圈与灯泡不能组成闭合回路，则灯泡会立即熄灭。

（3）自感线圈直流电阻小与直流电阻不计含义不同，稳定时，前者相当于定值电阻，后

者出现短路。

例题3.（多选）如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈£的电阻可忽略，则（）

A.S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭

B.S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮

C.S闭合瞬间，灯A、B都不立即亮

D.稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭

解析：选ADS接通的瞬间，£所在支路中电流从无到有发生变化，因此，£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£中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过灯A,所以灯A、B会同

时亮；又由于£中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，灯A逐渐变暗，线圈的电阻可忽

略，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最后熄灭。这个过程电路的总电阻比刚接通时小,

由恒定电流知识可知，灯B会更亮。稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，2与灯A组

成回路，灯A要闪亮一下再熄灭，灯B立即熄灭。

例题4.如图所示，L和1,2是两个相同的小灯泡，/.是一个自感系数相当大的线圈，其

电阻与"相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L、L2先后亮暗的顺序是（）

A.接通时，1“先达最亮；断开时，L后暗

B.接通时，L2先达最亮；断开时，Lz后暗

C.接通时，L先达最亮；断开时，L先暗

D.接通时，L先达最亮；断开时，L2先暗

解析：选A开关闭合时，由于线圈£的自感作用阻碍电流的增大，所以大部分电流从

L中流过，L先达最亮；开关断开时，线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方

向与原电流的方向相同，且只能在2与L1的闭合回路中流过，L】中有自感电流，所以L后

暗。故选项A正确。

易错易混点3.通电自感现象和断电自感现象的理解不清

易错易混点辨析：（一）通电自感现象：开始线圈相当于断路

1.自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起

自感电动势的原电流的变化.

2.当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大,

使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大.

3.电流稳定时自感线圈相当于导体（若直流电阻为零，相当于导线）.

（二）断电自感现象：线圈相当于电源

1.当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同.

2.断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小.若断开开关瞬

间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过

灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭.

例题5.如图所示的电路中，a、尻c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的

阻值不可忽略.则下列说法正确的是（）

A.合上开关后，a、。、c三盏灯同时亮起来

B.合上开关后，c灯先亮起来，小。两盏灯后亮起来

C.断开开关后，公庆。三盏灯逐渐熄灭

I）.断开开关后，〃灯先熄灭，接着反。两盏灯逐渐熄灭

解析：选D,AB,合上开关后，因线圈£的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，

根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过。灯的电流逐渐增大，所以出8先

亮，c后亮，故AB错误；CD.合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时,

c的电流小于b的电流；断开开关后，a因回路被断而立刻熄灭，因自感线圈/的电流减小

出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈£、灯泡c、灯泡5组成回路，则

8、c两盏灯电流会从c灯原来的电流上逐渐减小，最后熄灭，而两灯都不会出现闪亮，故

C错误D正确。故选D。

例题6.如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是带有铁芯的线圈，其自感系

数较大、电阻可忽略不计。己知闭合且电路稳定后两灯都正常发光，则（）

B.闭合S,两灯同时正常发光

B.闭合S,A比B先达到稳定发光状态

C.断开S,A灯先闪亮一下后逐渐熄灭

D.断开S,A灯和B灯逐渐熄灭

解析：选D,AB.闭合S后待电路稳定前，£产生自感电动势阻碍通过其的电流增大，

所以B比A先达到稳定发光状态，故AB错误；CD.断开S后开始的一段时间内，上产生自

感电动势阻碍通过其的电流减小，由于此时A、B和/在同一回路中，所以A灯和B灯均逐

渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。

易错点4.自感现象中的图像问题的综合应用

易错点辨析：（1）£中电流变化时，自感电动势对电流有阻碍作用，随时间延续，其阻

碍作用逐渐变小。

（2）幅有正负之分，根据流过灯泡D的电流方向确定幅的正负。

例题7.如图所示的电路中，电源的电动势为其内阻为八电感£的电阻不计，电阻4

的阻值大于灯泡D的阻值，在1=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在1=力时刻断开开

关S。如选项图所示，表示力、8两点间电压物随时间［变化的图像中，正确的是（）

ABCD

解析：选B开关S闭合的瞬间，由于£的阻碍作用，由月与£组成的支路相当于断路，

后来由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路

欧姆定律可知，整个电路中的总电流增大，由〃内=〃得内电压增大，由%=月一〃得路端

电压%减小。电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过上支路的电流小于

流过灯泡D的电流。当开关S断开时，由于电感？的自感作用，流过灯泡D的电流立即与£

电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即如反向减小，选项B正确。

例题8.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡的和A2分别串联一个带铁芯的电感线

圈£和一个滑动变阻器凡闭合开关S后，调整4,使、和A?发光的亮度一样，此时流过两

个灯泡的电流均为/。然后，断开开关S。若V时刻再闭合开关S,则在V前后的一小段

时间内，选项图中正确反映流过4的电流力、流过电的电流为随时间「变化的图像是（）

解析：选B由题中给出的电路可知,电路由2与命和儿与"两个支路并联，在，时

刻，4支路的电流因为有心的自感作用，所以右由。逐渐增大，生支路为纯电阻电路，力

不存在逐渐增大或减小的过程，故选项B正确。

【针对训练】

四、单选题

1.关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是（）

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，线圈的自感系数越大

C.自感电动势与原电流方向相反

I）.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：选D,A.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。故A错误；B.线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，

线圈的自感系数与电流变化快慢无关。故B错误；C.根据楞次定律，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。故C错误；D.对于确定的线

圈，自感系数£一定，其产生的自感电动势与其电流变化率当成正比，故D正确。故选D。

2.如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把铿刀上，一端接上电池（电池另一极与

神刀接触），手执导线的另一端，在神刀上来回划动，由于神刀表面凹凸不平，就会产生电

火花。下列说法正确的是（）

电火花小实验

A.产生电火花的回路只由导线与电池组成

B.如导线端只向一个方向划动也能产生电火花

C.铿刀采用什么材料制成对实验没有影响

D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向

解析：选B,AC.叵路由导线、楼刀、电池组成，故铿刀必须用易导电的材料制成，

所以A、C错误；BD.锂刀表面凹凸不平，在移动过程中电路在通路和断路状态间不断变化,

线圈产生自感电动势，电火花的产生和自感电动势的方向均与导线端划动方向无关，故B

正确，D错误。故选B。

3.在如图a、6所示电路中，电阻〃和自感线圈£的电阻值都很小，且小于灯S的电阻,

接通开关《，使电路达到梏定，灯泡S发光，则（）

A.在电路a中，闭合人时，S将立即变亮发光

B.在电路a中，断尸4后，S将先变得更亮，后才变暗

C.在电路〃中，闭合4时，S将逐渐变亮发光

D.在电路〃中，断开《后，S将先变得更亮，然后渐暗

解析：选D,A.在电路a中，闭合4时，由于£的阻碍作用，S慢慢变亮。故A错误;

B.在电路a中，断开《后，由于£的阻碍作用，S慢慢变暗，不会出现闪亮现象。故B错

误；C.在电路b中，闭合《时，灯泡S与电阻E串联接入电路，则其立即变亮。故C错误;

D.在电路方中，由于电阻用和自感线四/，的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的

电流小。断开《后，由于£的阻碍作用，导致灯泡S变的更亮，然后逐渐变暗。故D正确。

故选D。

4.如图所示的电路中，。、枚c为三盏完全相同的灯泡，£是自感线圈，线圈的阳值不

可忽略.则下列说法正确的是（）

L一」

A.合上开关后，4、b、C三盏灯同时亮起来

B.合上开关后，。灯先亮起来，a、人两盏灯后亮起来

C.断开开关后，。、b、c,三盏灯逐渐熄灭

D.断开开关后，。灯先熄灭，接着汰c两盏灯逐渐熄灭

解析：选D,AB.合上开关后，因线圈£的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，

根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过c灯的电流逐渐增大，所以a、8先

亮，c后亮，故AB错误；

CD.合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，。的电流小于。的电流；

断开开关后，a因回路被断而立刻熄灭，因自感线圈A的电流减小出现自感现象，从而阻碍

回路的电流减小，由于自感线圈£、灯泡c、灯泡6组成回路，则Ac两盏灯电流会从c

灯原来的电流上逐渐减小，最后熄灭，而两灯都不会出现闪亮，故C错误D正确。故选D。

5.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

无线充电接收的说法正确的是（）

线圈

无线充电基座

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：A.在充电过程中线圈会产生焦耳热，会有电能损失，故A错误；B.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，故B错误；C.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，故C正确；D.无线充电基座只能对配备接收线圈的手机进行无线充电，故

D错误。故选C。

7.如图所示的电路中，线圈/，的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个

相同的灯泡，下列说法中正确的是（）

L

<8^——0

AB

A.S闭合后，A、B同时发光且亮度不变

B.S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭

C.S断开的瞬间，A、B同时熄灭

【）.S断开的瞬间，A再次发光，然后保持亮度不变

解析：选B,AB.刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着A中

电流增大，由于线圈2直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电

路总电阻减小，总电流增大，B灯更亮，故A错误，B正确；CD.S闭合一段时间后，再断

开S,B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，不流过B灯，

A闪亮一下后熄灭，B灯立即熄灭，故CD错误。故选B。

7.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S

的瞬间会有（）

A.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：选A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£与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的

电流为零，灯立即熄灭。A正确。

8.如图所示，闭合开关S后调节滑动变阻器斤和小，使同样规格的两个小灯泡力和8

都正常发光，然后断开开关。当再次闭合开关S时，下列说法正确的是（）

A.灯泡力和8同时正常发光

B.灯泡力立刻正常发光，灯泡〃逐渐亮起来

C.灯泡夕立刻正常发光，灯泡力逐渐亮起来

D.灯泡力和8都要隔•段时间才亮起来

解析：选C,再次闭合开关S时，由于通过/的电流增大，线圈由于自感，所以月灯逐

渐亮起来，8灯不通过线图，立即正常发光。故选C。

9.如图所示的电路中，上是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，J、D?和D；是

三个完全相同的灯泡，区是内阻不计的中源，在f=（）时刻，闭合开关S,中路移定后在L时

刻断开开关S,规定以电路稳定时流过D1、D?的电流方向为正，分别用力、八表示流过D|

和D?的电流，则下图中能定性描述电流/随时间，变化关系的是（）

解析：选C,当闭合电键，因为线圈与D1串联，所以电流7；会慢慢增大，灯泡D2这一

支路立即就有电流。当电键断开，Dz这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所

以通过Di的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且D1和D2、D3构成回路，通

过D1的电流也流过D2,所以Z变成反向，且逐渐减小。故选C。

10.如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈/的电流为L=0.4A,流过灯