2.4 互感和自感 同步训练 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）选择性必修第 二册 一、单选题 1．如图所示的电路中，a、b 为两盏完全相同的灯，L 是自感线圈，线圈的直流电阻 值跟灯的电阻值相等。则下列说法正确的是（　　） A．合上开关后，a、b 两灯同时亮起来，最后一样亮 B．合上开关后，a 灯先亮起来，b 灯后亮 C．断开开关后，b 灯逐渐熄灭，没有出现闪亮一下的现象 D．断开开关后，a 灯马上熄灭，b 灯先闪亮一下，然后逐渐熄灭 2．小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈 L、开关和若干 导线连成如图甲所示的电路。小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电 路中，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A．图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈 L 中的电流 B．图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭 C．图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学 D．图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈 L 的电流 3．如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计， L1 相同的小灯泡，随着开关 S 闭合和断开的过程中，灯丝不会断，则 情况是（　　） 、 L1 L2 、 是两个完全 L2 的亮度变化 A．S 闭合， B．S 闭合， C．S 断开， D．S 断开， L1 L1 L1 L1 亮度不变， 、 、 、 L2 L2 L2 L2 亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮； 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭， L2 亮度逐渐变亮； 均亮一下才熄灭 均立即熄灭 4．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关 S ，小灯泡发光；再断开 S ， 小灯泡渐渐熄灭。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．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大 C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大 5．如图所示，L 是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为 0，A 和 B 是两个相 同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．S 闭合的瞬间，A 灯立即发光，B 灯缓慢变亮 B．S 闭合稳定后，A 灯和 B 灯的亮度相同 C．S 断开的瞬间，A 灯和 B 灯都不会立即熄灭 D．S 断开的瞬间，B 灯会闪亮一下再缓慢熄灭 6．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圈（直流 电阻可忽略不计）。则（　　） A．S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭 B．S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭 C．电路接通稳定后，S 断开时，C 中电流方向不变 D．电路接通稳定后，S 断开时，B 灯立即熄灭 7．如图所示，电阻 R 的阻值和线圈自感系数 L 的值都较大，电感线圈的直流电阻不 计，A、B 是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是（　　） A．当开关 S 闭合时，B 比 A 先亮，然后 A 熄灭 B．当开关 S 闭合时，B 比 A 先亮，然后 B 熄灭 C．当电路稳定后开关 S 断开时，B 立刻熄灭，A 闪一下后再逐渐熄灭 D．当电路稳定后开关 S 断开时，B 逐渐熄灭，A 闪一下后再逐渐熄灭 8．如图所示的电路中，A、B 是规格相同的灯泡，L 是自感系数较大、电阻可以忽略 不计的线圈，电源电动势 E 不变。下列说法正确的是（　　） A．合上 S，电流稳定后 A、B 亮度相同 B．合上 S 的瞬间，B 先亮，A 逐渐变亮 C．电流稳定后断开 S 的瞬间，A、B 均立即熄灭 D．电流稳定后断开 S 的瞬间，A 闪亮后逐渐熄灭，B 立即熄灭 二、多选题 9．如图所示，L 是自感系数很大的线圈，其自身的直流电阻可以忽略。A 和 B 是两个 相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关 S 后，A、B 同时亮，接着 B 逐渐变暗直至熄灭，而 A 逐渐变亮直至稳定 B．闭合开关 S 后，A 逐渐变亮，B 始终不亮 C．开关 S 闭合电路稳定后，再断开开关 S，A 逐渐变暗直至熄灭 D．开关 S 闭合电路稳定后，再断开开关 S，B 由暗变亮再逐渐熄灭 10．如图所示甲、乙电路，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻都很小。接通 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 11．如图所示电路，L1、L2、L3 是相同规格的小灯泡，线圈 L 的直流电阻可忽略，D 为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A．开关 S 闭合瞬间，L3 立即亮，L1、L2 逐渐亮起来 B．开关 S 闭合瞬间，L2、L3 立即亮，L1 逐渐亮起来 C．开关 S 断开瞬间，L2 立即熄灭，L1、L3 逐渐熄灭 D．开关 S 断开瞬间，L2 突然更亮，然后逐渐熄灭 12．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左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 三、实验题 13．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈 L 的电流。电路中电灯的电阻 R1=5.0Ω，定值电阻 R=1.0Ω，A、B 间电势差 UAB=6.0V，开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t1=1.0×10﹣3s 时刻断开开关 S，该时刻前后电流传感器显示的电流 I 随时间 t 变化的图线如图乙所示。 （1）线圈 L 的直流电阻 RL=___________Ω；（结果保留两位有效数字） （2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ___________； （3）断开开关后，通过电灯的电流方向 ___________（填：a→b 或 b→a）。 （4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 ___________V。 14．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。实验时， 断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而 另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相同。 （1）图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流___________（填“大于”、“小于”或“等 于”） L1 中电流。 （2）图 2 中，变阻器 R 接入电路的阻值___________（填“大于”、“小于”或“等于”） L2 的电阻值。 （3）图 2 中，闭合 S2 瞬间， L2 中电流___________（填“大于”、“小于”或“等于”）变阻 器 R 中电流。断开 S2 瞬间，灯 A2___________（填“会”或“不会”）闪亮。 四、解答题 15．按照图连接电路． （1）开关 S 接通时，灯泡 1 和 2 的发光情况有什么不同？ （2）利用已学知识解释该现象。 16．查阅资料，介绍一下日光灯的启动和工作原理。 17．在如图所示的电路中，L 是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计， L2 L1 和 是两个完全相同的小灯泡。 （1）当闭合开关 S 时， （2）当断开开关 S 时， L1 L1 和 和 L2 L2 两个灯泡的亮度将如何变化？ 两个灯泡的亮度又将如何变化？ 18．在实际生产中，有些高压直流电路中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，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所 示，哪种（些）方案可行？ 参考答案 1．C 2．C 3．B 4．A 5．D 6．A 7．C 8．D 9．AD 10．AD 11．BC 12．AD 13．3.0 14．小于 闪亮一下再逐渐熄灭 等于 小于 b→a 13.5 不会 15．（1）（1）灯泡 2 立即发光，而灯泡 1 是逐渐亮起来的． （2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈 L 中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动 势会阻碍电流的增加，所以灯泡 1 慢慢地亮起来． 16．当开关接通 220 伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电．辉光放电 的热量使双金属片受热膨胀，两极接触．电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通 路．灯丝很快被电流加热，发射出大量电子．双金属片自动复位，两极断开．在两极断开 的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管 两端．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电 势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离．在紫外 线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。 17．（1）S 闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流 的增加，此时线圈相当于断路，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不 计，则以后 L1 熄灭，L2 变亮。 （2）S 断开瞬时，L2 立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而 阻碍电流的减小，所以 L1 亮一下再慢慢熄灭。 18．d 方案可行