2.4 互感和自感基础巩固 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）选 择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡 a、b 分别与自感系数很大的自感线圈 L 和定值电阻 R 组成如图所示的电路(自感线圈的直流电阻与定值电阻 R 的阻值相等)，闭合开关 S 达到稳定后两灯均可 以正常发光．关于这个实验，下面的说法中正确的是 A．闭合开关的瞬间，通过 a 灯和 b 灯的电流相等 B．闭合开关后， a 灯先亮，b 灯后亮 C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b 两灯同时熄灭 D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，b 灯先熄灭，a 灯后熄灭 2．如图所示，A、B 是相同规格的小灯泡，带铁芯的线圈 L 的直流电阻可忽略，则（　　） A．S 闭合瞬间，A 不亮，B 立即亮 B．通电稳定后，A、B 灯亮度相同 C．通电稳定后再断开 S 的瞬间，A、B 一起闪亮一下再逐渐熄灭 D．通电稳定后再断开 S 的瞬间，B 立即熄灭，A 闪亮一下再逐渐熄灭 3．某同学为了研究断电自感现象，将拆去副线圈的变压器、小灯泡 A、开关 S 和电池组 E，用导线将它们 连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡会渐渐熄灭。虽 重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（ ） A．电源的电动势较小 B．线圈的自感系数较大 C．线圈电阻较大 D．小灯泡电阻较大 4．如图所示的电路，电源电动势为 E，线圈 L 的电阻不计，以下判断正确的是 A．闭合 S，稳定后，电容器两端电压为 E B．闭合 S，稳定后，电容器的 a 极板带正电 C．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带正电 D．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带负电 5．某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头 M 突然向右运动，则可能是（　 ） A．开关 S 由断开到闭合的瞬间 B．开关 S 由闭合到断开的瞬间 C．保持开关 S 闭合，变阻器滑片 P 加速向右滑动 D．保持开关 S 闭合，变阻器滑片 P 匀速向右滑动 6．一演示自感现象的实验电路图如图所示，L 是带铁芯的线圈，A 是一只灯泡，开关 S 处于闭合状态，灯 泡正常发光，现断开 S，灯泡过一会儿才熄灭．关于断开 S 前和断开 S 后瞬间，通过灯泡 A 的电流方向， 下面说法正确的是 A．断开 S 前，b→a；断开 S 后瞬间，a→b B．断开 S 前，a→b；断开 S 后瞬间，b→a C．断开 S 前，b→a；断开 S 后瞬间，b→a D．断开 S 前，a→b；断开 S 后瞬间，a→b； 7．关于镇流器的作用，下列说法中正确的是（　　） A．点亮日光灯时，产生瞬时高压 B．启动器两触片接通时，产生瞬时高压 C．日光灯正常发光后起限流和降压作用 D．把日光灯两端电压稳定在 220V 8．如图所示，AB 支路由带铁芯的线圈和电流表 表 A 2 A 串联而成，设电流强度为 I ；CD 支路由电阻 R 和电流 1 1 串联而成，设电流强度为 I2，两支路直流电阻阻值相同，在接通开关 S 和断开开关 S 的瞬间，以下说 法正确的是 A．S 接通瞬间 I1<I2；断开瞬间 I1=I2 B．S 接通瞬间 I1<I2；断开瞬间 I1>I2 C．S 接通瞬间 I1>I2；断开瞬间 I1<I2 D．S 接通瞬间 I1>I2；断开瞬间 I1=I2 9．如图电路中，电源电动势为 E（内阻不可忽略），线圈 L 的直流电阻不计。以下判断正确的是（　　） A．闭合 S 稳定后，电容器两端电压为 E B．断开 S 的瞬间，通过 R1 的电流方向向右 C．断开 S 的瞬间，通过 R2 的电流方向向右 D．断开 S 的瞬间， R2 中没有电流 10．如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈 L 中的电流。已知 电路中电灯的电阻 R1=6.0Ω，定值电阻 R=2.0Ω，电源电动势为 6.0V，内阻不计。闭合开关 S 使电路处于稳 定状态，在 t=0.1s 时刻断开开关 S，断开开关 S 前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。 根据以上信息下列说法中错误的是（　　） A．可以求出电感线圈的直流电阻 B．可以估算出断开开关 S 后流过灯泡的电荷量 C．可以判断断开开关时电感线圈产生的自感电动势的正负极 D．可以判断断开开关后观察不到小灯泡闪亮现象 11．在如图所示的电路中，S 闭合时灯泡恰好正常发光，此时电流表 A2 的示数是电流表 A1 示数的 2 倍，某 时刻突然将开关 S 断开，A1、A2 的零刻度线都在表盘中央，则下列说法正确的是（ ） A．A1 中的电流先反向再逐渐减小 B．A1 中的电流方向不变逐渐减小 C．A2 中的电流先反向再逐渐减小 D．A2 中的电流先减半再逐渐减小 12．如图所示，电源的电动势为 E，内阻 r 忽略不计．A、B 是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数相当 大的线圈．以下说法正确的是 A．开关 S 闭合后，A 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 B．开关 S 闭合后，B 灯逐渐变亮，最后亮度稳定 C．开关 S 由闭合到断开的瞬间，A 灯立即熄灭 D．开关 S 由闭合到断开的瞬间，电流自左向右通过 A 灯 13．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，相同的 A 灯和 B 灯， 线圈 L 的直流电阻的阻值与定值电阻 R 的电阻相等，下列说法正确的是（ A．开关接通的瞬间，A 灯的亮度大于 B 灯的亮度 B．通电一段时间后，A 灯的亮度小于 B 灯的亮度 C．断开开关的瞬间，A 灯和 B 灯立即熄灭 D．若满足 R 灯<RL 则开关断开瞬间，A 灯会闪亮一下再熄灭 ） 14．如图为演示自感现象的实验电路， A1、A 2 为相同的灯泡，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻 器 R 接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　） A．接通开关 S，灯 B．接通开关 S，灯 C．断开开关 S，灯 D．断开开关 S，灯 A1、A 2 A2 逐渐变亮， A1、A 2 A1 立即变亮 A1 立即变亮 逐渐熄灭 逐渐熄灭， A2 闪一下逐渐熄灭 15．如图所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB 是两个相同的灯泡，电阻 R2 的阻值约等于 R1 的三倍，则（　　） A．闭合开关 S 时，LA、LB 同时达到最亮，且 LB 更亮一些 B．闭合开关 S 时，LA、LB 慢慢亮起来，LB 立即亮，最终 LB 更亮一些 C．电路接通稳定后，断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭 D．电路接通稳定后，断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 慢慢熄灭，并没有闪亮一下 二、填空题（共 4 题） 16．（1）如图甲，开关 S 接通时，可以看到灯泡 2___________，而灯泡 1____________。 （2）如图乙，线圈 L 的直流电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关 S，可以看 到灯泡________________。 17．如图所示，灯 A、B 完全相同，带铁芯的线圈 L 的电阻可忽略.则 S 闭合的瞬间，观察到的现象是____ _(填“A、B 同时发光”“A 先亮”“B 先亮”），稳定后再断开 S 的瞬间，A_____，B____(填“立即熄灭”“闪亮一下 再熄灭”“逐渐熄灭”） 18．如图所示的电路中，L 为自感线圈，R 是一个灯泡，E 是电源。当闭合 S 瞬间，通过灯泡的电流方向是 ________；（填 A→B 或 B→A）当断开 S 瞬间，通过灯泡的电流方向是_____。（填 A→B 或 B→A） 19．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L，相同的小灯泡 A、B，电阻 R，开关 S 和电 池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路，检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光，电感线圈自感系 数较大，当开关断开的瞬间，则有 ____ (填序号:①B 比 A 先熄灭；② A 比 B 先熄灭；③ AB 一起熄灭),此 时，A 灯的电流方向为 ____ (填序号:① 右到左；②左到右)，某同学虽经多次重复断开开关 S，仍未见老师 演示时出现的小灯泡 A 闪亮现象，他冥思苦想找不出原因..你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 __ __ (填序号:① 电源的内阻较大；②线圈电阻偏大；③线圈的自感系数较大) 三、综合题（共 4 题） 20．按照图连接电路。 （1）先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察并说明开关断开时灯泡的亮度。 （2）利用已学知识解释该现象。 21．自感电动势的大小与哪些因素有关？自感系数与哪些因素有关？ 22．在探究自感现象的实验中，为了使现象明显，要选择电阻值比灯泡 A 灯丝的电阻小得多的线圈。请分 析这样做的原因。 23．如图所示是一种触电保护器，变压器 A 处用双股相线（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，经放大后便能立即推动继电器 J 切断电源，下列情况下能使保 护器切断电源起保护作用的是哪一种？说明理由。 (1)增加开灯的盏数； (2)当有人双手分别接触相线（火线）和零线触电时； (3)当有人单手接触相线（火线），脚与地相接触而触电时。 参考答案 1．C 【详解】 闭合开关瞬间电感线圈产生阻碍电流增大的自感电动势，灯泡 a 逐渐亮，A 错；B 对；电路稳定后断开开 关，自感线圈产生的自感电流顺时针流过 a、b 灯泡，两灯逐渐熄灭，C 对；D 错； 2．D 【详解】 AB．S 闭合瞬间，A、B 灯同时发光，由于线圈 L 的阻碍作用逐渐减弱，流过线圈的电流逐渐增大，稳定 后 A 灯被短路而熄灭，AB 错误； CD．通电稳定后再断开 S 的瞬间，由于线圈 L 的自感电动势，A 灯被重新点亮后逐渐熄灭，B 灯立即熄灭， C 错误，D 正确。 故选 D。 3．C 【详解】 断电时，发生自感，线圈与灯泡构成回路，流过线圈的电流流过了灯泡，发生闪亮的条件是原来流过线圈 的电流大于流过灯泡的电流。所以未闪亮的原因是原来流过线圈的电流小于流过灯泡的电流，即线圈电阻 较大。 故选 C。 4．C 【详解】 A．闭合 S 到电路稳定的过程中，电容器两端电压逐渐减小，线圈 L 相当于导线，则电容器被短路，则其 电压为零，故 A 错误； B．当闭合 S 稳定后，电容器被短路，则其电压为零，电容器的 a 极板不带电，故 B 错误。 CD．断开 S 的瞬间，线圈 L 中电