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1、第 6 节 互感和自感 对应学生用书 P11 一、选择题 1. (多选)在图中，线圈 M 和线圈 P 绕在同一铁芯上，则( ) A当合上开关 S 的一瞬间，线圈 P 里没有感应电流 B当合上开关 S 的一瞬间，线圈 P 里有感应电流 C当断开开关 S 的一瞬间，线圈 P 里没有感应电流 D当断开开关 S 的一瞬间，线圈 P 里有感应电流 答案 BD 解析 当合上开关 S 的一瞬间，线圈 M 产生的磁场、穿过线圈 P 的磁通量从 无到有增加，则线圈 P 里有感应电流产生，故 A 错误，B 正确。当断开开关 S 的 一瞬间，线圈 M 产生的磁场消失，穿过线圈 P 的磁通量从有到无减小，则线圈 P
2、里有感应电流产生，故 C 错误，D 正确。 2. (多选)无线电力传输目前取得重大突破，这是一种非接触式电源供应系统。这 种系统基于电磁感应原理可无线传输电力。两个感应线圈可以放置在左右相邻或 上下相对的位置，原理示意图如图所示。下列说法正确的是( ) 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 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势 CA 中电流越大，B 中感应电动势越大 DA 中电流变化越快，B 中感应电动势越大 答案 BD 解析 根据产生感应电动势的条件， 只有处于变化的磁场中， B 线圈才能产生 感应电动势，A 错误，B 正确 ； 根据法拉第电磁感应
3、定律，感应电动势的大小取决 于磁通量变化率，所以 C 错误，D 正确。 3关于自感现象，下列说法正确的是( ) A感应电流一定和原来的电流方向相反 B对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势越大 C对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数越大 D对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大 答案 D 解析 当电流增加时，感应电流的方向与原来的电流方向相反，当电流减小 时，感应电流的方向与原来的电流方向相同，故选项 A 错误；自感电动势的大小， 与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项 B 错误，D 正确；自感系数 只取决于线圈本身的因素，与电流变化情况无关，故
4、选项 C 错误。 4. 如图所示电路中， L为电感线圈， C为电容器， 当开关S由断开变为闭合时( ) AA 灯中无电流通过，不可能变亮 BA 灯中有电流通过，方向由 a 到 b CB 灯逐渐熄灭，c 点电势高于 d 点电势 DB 灯逐渐熄灭，c 点电势低于 d 点电势 答案 D 解析 当开关S由断开变为闭合时， 电感线圈L中产生从c到d的感应电动势， B 灯逐渐熄灭，把 L 看做一个电源的话，c 点电势低于 d 点电势，D 正确，C 错误 ； 电容器 C 短路放电，A 灯中有电流通过，方向由 b 到 a，A、B 均错误。 5. 如图所示电路中， L 是一电阻可忽略不计的电感线圈， a、 b
5、为 L 上左右两端点， A、B、C 为完全相同的三个灯泡，原来开关 K 是闭合的，三个灯泡均在发光，某 时刻将开关 K 断开，则下列说法正确的是( ) Aa 点电势高于 b 点，A 灯闪亮后缓慢熄灭 Bb 点电势高于 a 点，B、C 灯闪亮后缓慢熄灭 Ca 点电势高于 b 点，B、C 灯闪亮后缓慢熄灭 Db 点电势高于 a 点，B、C 灯不会闪亮只是缓慢熄灭 答案 B 解析 开关 K 闭合且电路稳定时， IBICI0， ILIAIBIC2I0； 若将开关 K 断开，电感线圈 L 由于自感效应(阻碍电流减小)，其相当于电源，与 A、B、C 串 联成闭合回路，回路电流从 IL2I0开始逐渐减小，由
6、于 ILIAIBIC，则 A 灯缓 慢熄灭，B、C 灯闪亮后缓慢熄灭 ； 电流方向在电感内从 a 到 b，在电感外从 b 到 a， 则 b 点电势高于 a 点，故 B 项正确。 6. (多选)如图所示， 电灯 A 和 B 与固定电阻 R0的阻值均为 R， L 是自感系数很大 的线圈。当 S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B 亮度相同，再闭合 S2，待电路 稳定后将 S1断开，下列说法正确的是( ) AB 灯立即熄灭 BA 灯将比原来更亮一下后再熄灭 C有电流通过 B 灯，方向为 cd D有电流通过 A 灯，方向为 ab 答案 AD 解析 断开 S2而只闭合 S1时，A、B 两灯一样亮，可知线
7、圈 L 的电阻也是 R， 在 S1、S2闭合时，IAIL，故当 S2闭合、S1突然断开时，由于线圈 L 产生自感电 动势，流过 A 灯的电流方向变为 ab，大小逐渐减小，A 灯逐渐熄灭，A 灯不会 出现更亮一下再熄灭的现象，故 D 项正确，B 项错误。由于固定电阻 R0没有自感 作用，故断开 S1时，B 灯电流迅速变为零，立即熄灭，故 A 项正确，C 项错误。 7. 如图所示的电路中， 三个灯泡 L1、 L2、 L3的电阻大小关系为 R1R2R3， 电感 L 的直流电阻可忽略，D 为理想二极管。开关 K 从闭合状态突然断开时，下列判断 正确的是( ) AL1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐
8、渐变暗 BL1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗 CL2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 DL1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗 答案 B 解析 开关 K 从闭合状态突然断开时，L 中产生方向向右的自感电动势，L1 逐渐变暗，由于理想二极管单向导电，L2立即熄灭；由于 L3中原电流小于 L1中电 流，L3先变亮后逐渐变暗，B 正确。 8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
9、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( ) 答案 B 解析 电路图如图所示。开始时，闭合开关 S，调整 R，使 L1和 L2发光的亮 度一样，则 R 的阻值与 L 的直流电阻阻值大小相等 ； t时刻闭合 S，则由于线圈 L 的自感作用，通过电灯 L1的电流 i1从零逐渐增加，直到达到稳定值 I，故灯 L1的 电流变化为 B 图象所示，图象 A 错误 ； 而灯 L2所在支路没有上述现象，S 一闭合， 电流 i2就为稳定值 I。故图象 C、D 均错误。 9. (多选)如图所示的电路中， L 为一个自感系数很大、 直流电阻不计的线圈，
10、L1、 L2 是两个完全相同的电灯，E 是内阻不计的电源。t0 时刻，闭合开关 S，经过一段 时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关 S。规定图示流过电灯 L1、L2的电流方向 为正，分别用 I1、I2表示流过电灯 L1和 L2中的电流，则下图中能定性描述 I1、I2 随时间 t 变化关系的是( ) 答案 AC 解析 闭合开关 S， 线圈产生很大的自感电动势， 阻碍线圈中电流增大， 并使 L1 中电流减小，有电流流过 L1，且 L1中电流逐渐减小，L2中有电流通过且逐渐增大 ； 稳定后线圈短路，电灯 L1无电流通过，L2中有恒定的电流。t1时刻断开开关 S，L2 中电流立即为零；电灯 L1有电
11、流反向通过，且逐渐减小，故 A、C 正确。 10(多选)彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图所示。元 件 L1、L2是两个电感线圈，它们的自感系数很大，F 是保险丝，R 是压敏电阻(正 常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速变小，可以保护与其并联 的元件)，C1、C2是电容器，S 为电视机开关，在电视机正常工作时，若小明在没 有断开开关 S 时，就拔去电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧坏的元 件是( ) AC2 BC1 CL1或 L2 DF 答案 AC 解析 当断开电源时，由于线圈的自感系数很大，所以可产生高电压，此高 电压在回路中形成很大的电流，因为压敏电阻
12、R 阻值迅速变小，与之相连的电容 器 C1被保护，可能把 L1或 L2烧坏，同时，因为 C2两端电压较高，所以 C2可能被 烧坏，选 A、C。 二、非选择题 11. 如图所示，电源的电动势 E15 V，内阻忽略不计。R15 ，R215 ，电 感线圈的直流电阻不计， 求当开关 S 接通的瞬间、 S 接通后达到稳定时及 S 断开的 瞬间流过 R1的电流。 答案 0 3 A 3 A 解析 开关 S 接通瞬间，流过电感线圈的电流不能突变，所以流过 R1的电流 仍为 0； 开关 S 接通后达到稳定时， 电感线圈相当于导线， 所以流过 R1的电流为 I1 E R1 3 A； 开关 S 断开瞬间，流过电感线
13、圈的电流不能突变，所以流过 R1的电流仍为 3 A。 12如图所示，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 R16.0 ， 定值电阻 R2.0 ， A、 B 间的电压 U6.0 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t11.0103 s 时 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)求出线圈 L 的电阻 RL； (2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向是什么？ (3)在 t21.6103 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？ 答案 (1)2.0 (2)电灯中的电流方向向左 (3)3.0 V 解析 (1)由题图可知，开关 S 闭合且电路稳定时流过线圈 L 的电流 I01.5 A 由欧姆定律得 I0 U RLR 解得 RL R2.0 。 U I0 (2)断开开关后，线圈 L 产生自感电动势，线圈中感应电流方向向右，线圈 L、 电阻 R 和电灯构成一个闭合回路，电灯中的电流方向向左。 (3)由题图可知，t21.6103 s 时刻线圈 L 中的电流 I0.3 A 此时线圈 L 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得 EI(RLRR1)0.3(2.02.06.0) V3.0 V。