1、1第四章 第 6 节 互感和自感基础夯实 一、选择题(15 题为单选题，6、7 题为多选题)1关于线圈自感系数的说法，错误的是( A )A自感电动势越大，自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D电感是自感系数的简称解析：自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁芯时，自感系数显著增大，故A 选项错误，B、C 选项正确；同时，自感系数简称为电感，故 D 选项也正确。2在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是(
2、C )A当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消B当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消D以上说法均不正确解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项 A、B 错误，只有 C 正确。3(2017哈尔滨师大附中高二上学期期末)如图电路中， P、 Q 两灯相同， L 的电阻不计，则( C )AS 断开瞬间， P 立即熄灭， Q 过一会才熄灭B
3、S 接通瞬间， P、 Q 同时达正常发光2CS 断开瞬间，通过 P 的电流从右向左DS 断开瞬间，通过 Q 的电流与原来方向相反解析：S 断开瞬间， PQ 与 L 串联，同时过一会才熄灭，故 A 错误；S 接通瞬间，由于L 的自感作用， Q 不亮， P 立即发光，稳定后两灯亮度相同，故 B 错误；S 断开瞬间，通过P 的电流是线圈的自感电动势产生的，从右向左，故 C 正确；S 断开瞬间，通过 Q 的电流与原来方向相同，故 D 错误。4(2016重庆杨家坪中学高二下学期检测)在右图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和 G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“”接线柱
4、流入时，指针向左摆。在电路接通稳定工作后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际( B )AG 1指针向左摆，G 2指针向右摆 BG 1指针向右摆，G 2指针向左摆CG 1、G 2的指针向左摆 DG 1、G 2的指针向右摆解析：电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感器对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，所以含有电感器的支路的电流从“”接线柱流入 G1指针向右摆。含有电阻的支路电流从“”接线柱流入 G2指针向左摆。故 B 正确，A、C、D 错误，故选 B。5在生产实际中，有些高压直流电路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
5、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，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是( D )解析：闭合 S 时，二极管处于反向截止状态，不影响电路正常工作。断开 S 时，由于自感现象，线圈跟二极管 D 组成闭合回路，此时二极管处于正向导通，可以避免电弧的产生，故 D 选项正确。36(2017陕西省西安中学高二上学期期末)如图所示，线圈 L 的自感系数很大，其直流电阻可以忽略，L 1、L 2是两个完全相同的小灯泡，随着开关 S 的闭合和断开的过程中，L1、L 2的亮度变化情况是( BD )A当开关 S 闭合时，L 1立刻变亮，L 2逐渐变亮，最后两灯一样亮B当开关 S 闭合时，
6、L 1、L 2两灯同时亮，以后 L2灯更亮，L 1灯熄灭C当开关 S 断开时，L 1、L 2立即同时熄灭D当开关 S 断开时，L 2立即熄灭，L 1亮一会儿才熄灭解析：当 S 闭合时，产生通电自感，此时 L 中没有电流通过，电路相当于 L1和 L2串联。随后，L 会将 L1逐渐短路，同时 L2中电流会逐渐增大，故 B 对。当 S 断开时，产生断电自感，L 相当于电源且只对 L1放电，故 D 对。7(2016湖北襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中高二下学期期中联考)如图所示电路中， L 是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计， A 和 B 是两个完全相同的小灯泡。将电键 S 闭合，待灯泡
7、亮度稳定后，再将电键 S 断开，则下列说法中正确的是( BC )AS 闭合瞬间，两灯同时亮，且亮度始终相同BS 闭合瞬间， A 灯先亮， B 灯后亮，最后两灯亮度一样CS 断开时，两灯都慢慢熄灭DS 断开时， A 灯立即熄灭， B 灯闪一下再慢慢熄灭解析：S 闭合瞬间， A 灯先亮，由于自感线圈对电流的阻碍作用， B 灯后亮，最后两灯亮度一样，选项 A 错误，选项 B 正确；S 断开时，由于自感线圈阻碍电流减小，两灯会慢慢熄灭，选项 C 正确，选项 D 错误。综上本题选 BC。二、非选择题8如图李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握
8、住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么4感觉，再摸摸多用表的两只表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？答案：由于产生断电自感电动势，并且电动势比较大，故刘伟有被电击感觉，一旦放电完毕，电动势瞬间消失，李辉无任何感觉也就不足为怪了。能力提升 一、选择题(14 题为单选题，5 题为多选题)1(2018福建省莆田第一中学高二上学期期末)如图所示电路中，开关 S 原先闭合，电路处于稳定状态时，通过两电阻的电流大小分别为 I1， I2，已知 R
9、1 R2，不计线圈 L 的直流电阻， 为理想电流表。在某一时刻突然断开开关 S，则通过电流表的电流 I 随时间t 变化的图线可能是下图中的( D )解析：S 断开后的瞬间 L 与 R1构成闭合回路，流过电流表的电流反向且从 I2开始减小，故 D 项正确。2(2018河北省阜城中学高二第一学期期末)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈 A 相连。套在铁芯下部的线圈 B 引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒 ab 处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( C )A圆盘顺时针加速转动时， ab 棒将向右运动B圆盘顺时针匀速转动时，
10、ab 棒将向右运动C圆盘顺时针减速转动时， ab 棒将向右运动5D圆盘逆时针加速转动时， ab 棒将向左运动解析：由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈 A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈 B 中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知， ab 棒中感应电流方向由 a b。由左手定则可知， ab 棒受的安培力方向向左， ab 棒将向左运动。同理，若圆盘逆时针加速转动时， ab 棒将向右运动；故 A、D错误；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈 A 中产生恒定的电流，那么线圈 B 的磁通量不变，则 ab 棒没有感应电流，则将不会运动，故 B 错误；若圆盘顺时
11、针减速转动时，线圈 A 中产生的磁场方向向下且磁场减弱。由楞次定律可知，线圈 B 中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知， ab 棒中感应电流方向由 b a，由左手定则可知， ab 棒受的安培力方向向右， ab 棒将向右运动，故 C 正确；故选 C。3如图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是( C )AS 1接通，S 2、S 3断开，日光灯就能正常发光BS 1、S 2接通，S 3断开，日光灯就能正常发光CS 3断开，接通 S1、S 2后，再断开 S2，日光灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通 S3，日光灯仍能正常发光解析：当 S1接通，
12、S 2、S 3断开时，电源电压 220V 直接加在灯管两端，达不到灯管启动的电压值，日光灯不能发光，选项 A 错误。当 S1、S 2接通，S 3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项 B 错误。当日光灯正常发光后，再接通 S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项 D 错误。当只有 S1、S 2接通，通过镇流器的电流很大，再断开 S2，镇流器中会产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管中的气体导电，日光灯正常发光，选项 C 正确。4(2017四川省绵阳南山中学高二下学期期中)如图所示，三个相同的灯泡 a、 b、 c和电阻不计的线圈 L 与内阻不计的电
13、源连接，下列判断正确的有( D )AK 闭合的瞬间， b、 c 两灯亮度不同BK 闭合足够长的时间以后， b、 c 两灯亮度相同CK 断开的瞬间， a、 c 两灯立即熄灭6DK 断开之后， b 灯突然闪亮以后再逐渐变暗解析：K 闭合的瞬间，三个灯同时发光，由于线圈自感电动势的阻碍，开始时通过 L的电流很小， b、 c 两灯的电流相同，一样亮。由于 a 灯的电压等于 b、 c 电压之和，所以a 灯最亮，故 A 错误；K 闭合足够长的时间以后， b 被短路， b 灯熄灭，所以 b、 c 两灯亮度不相同。故 B 错误；K 断开的瞬间，线圈中电流将要减小，产生自感电动势，有电流流过a、 b、 c 三灯
14、，由于 a、 c 两灯串联，所以 a、 c 两灯逐渐变暗且亮度相同，而 b 灯突然闪亮以后再逐渐变暗。故 C 错误，D 正确。故选 D。5(2016江苏省苏州市高二上学期期末)如图所示的电路中， L 为电感量足够大的理想电感， C 是电容量足够大的理想电容， R1、 R2是阻值大小合适的相同电阻， E 是内阻不计的直流电源。 G1、 G2是两个零刻度在中央的相同的灵敏电流计，且当电流从哪一侧接线柱流入时，指针即向哪一侧偏转，对该电路下列判断正确的是( BD )A开关 S 闭合的瞬间，两电流计将同时发生明显的偏转B开关 S 闭合的瞬间，仅电流计 G1发生明显地偏转C开关 S 闭合电路稳定后，两电
15、流计均有明显不为零的恒定示数D电路稳定后再断开电键 S，此后的短时间内，G 1的指针将向右偏转，G 2的指针将向左偏转解析：由于 L 为电感量足够大的理想电感， C 为电容量足够大的理想电容，故开关 S闭合的瞬间，由于 L 的自感，相当于断路，而电容器处于充电状态，故 G1中的电流明显大于 G2中的电流，故 A 错 B 正确。电路稳定后 G1被短路，故 C 错误；断开 S 后， L 通过 G1放电，电容 C 通过 G2放电，选项 D 正确。二、非选择题6有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验器材是一节电动势为 1.5V 的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的
16、同学手拉手连成一串，另一位同学用导线将电池、镇流器、开关与首、尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在电路通或断时就会使连成一串的同学有触电感觉，该实验的原理是_镇流器的自感现象_人有触电感觉时电路是接通还是断开的瞬间？_断开瞬间_因为_只有在电路断开时才能产生很高的自感电动势，使人产生触电的感觉_。7解析：镇流器就是一个自感系数较大的自感线圈，当通过线圈的电流变化时，线圈中会产生自感现象。当电路接通时，由于自感作用，线圈中电流逐渐增大，此时，产生的自感电动势并不很大，但当电路断开时，线圈中电流突然减小，线圈中产生很大的自感电动势，使人产生触电的感觉。7如图所示的是一种触电保安器，变压器 A
17、处用双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，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，下列情况下能起保安作用的是哪一种？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，脚与地接触而触电，能否切断电源？答案：(1)不能 (2)不能 (3)能解析：(1)不能。因 A 处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但 A 中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消， B 中磁通量不发生改变，不能产生感应电流，故不能推动 J 切断电源。(2)不能。理由同(1)。(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使 A 中零线与火线的电流不同从而产生磁场，B 中磁通量发生改变， B 中产生感应电流，从而推动 J 切断电源。
