1、- 1 -自感现象及其应用1(多选)关于线圈自感系数的说法，正确的是( )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：选 BCD 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 错误，B、C 正确；同时，自感系数简称为电感，故 D 也正确。2(多选)下列说法正确的是( )A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈
2、中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析：选 AC 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，选项 A 正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，由楞次定律可知，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，选项 B 错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，选项 C 正确；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，选项 D 错误。3(多选)如图 1 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
3、，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( )图 1A灯泡变暗 B灯泡变亮C螺线管缩短 D螺线管变长解析：选 AD 当软铁棒插入螺线管中时，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长，故A、D 对。4在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕法，如图 2 所示，其道理是( )- 2 -图 2A当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消B当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量
4、的变化D以上说法均不对解析：选 C 由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响。5(多选)如图 3 所示的电路中，灯泡 A1、A 2电阻相同，自感线圈 L 的电阻跟灯泡相差不大。先接通 S，使电路达到稳定，再断开 S。下列表示通过 A1、A 2的电流随时间变化的关系图像中正确的是( )图 3解析：选 BD S 接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，电路达到稳定，自感作用消失，流过灯 A1的电流如选项 B 所示；S 接通且电路稳定时，流过灯 A2的电
5、流大于流过灯 A1的电流，方向是从左到右，当 S 断开时，线圈 L 产生自感电动势，并与灯 A2组成回路，产生自感电流，使流过灯 A2的电流反向，逐渐减小到零，选项 D 正确。6图 4 所示的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( )图 4AS 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- 3 -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：选 C 当 S1接通，S 2、S 3断开时，仅靠电源电压达不到灯管启动的
6、高压值，日光灯不能发光，A 错误；当 S1、S 2接通，S 3断开时，灯丝两端被连通，日光灯不能发光，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，D 错误；只有当 S1、S 2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开 S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和电源电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，C 正确。7在如图 5 所示的电路中， L 为电阻很小的线圈，G 1和 G2为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表。当开关 S 闭合时，电流表 G1、G 2的指针都偏向右方，那么当断开开关 S 时，将出现的现象是( )图 5AG 1和 G2的指针都立即
7、回到零点BG 1的指针立即回到零点，而 G2的指针缓慢地回到零点CG 1的指针缓慢地回到零点，而 G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点DG 2的指针缓慢地回到零点，而 G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点解析：选 D 根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开关 S 断开的瞬间，G 1中原电流立即消失，而对于 G2所在支路，由于线圈 L 的自感作用，电流不会立即消失，自感电流沿 L、G 2、G 1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即 G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，此时G1中的电流和原电流方向相反，变
8、为自左向右，且与 G2中的电流同时缓慢减为零，故选项 D正确。8如图 6 所示的电路， L 是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片 P 从 A 端迅速滑向 B 端的过程中，经过 AB 中点 C 时通过线圈的电流为 I1； P 从 B 端迅速滑向 A 端的过程中，经过 C 点时通过线圈的电流为 I2； P 固定在 C 点不动，达到稳定时通过线圈的电流为 I0，则( )图 6A I1 I2 I0 B I1I0I2C I1 I2I0 D I1I0I2解析：选 D 当滑动片从 A 端迅速滑向 B 端时，总电阻减小，总电流增大， L 产生的自- 4 -感电动势阻碍电流增大，自感电流方向与原电流方向相
9、反，故 I1比 P 稳定在 C 点的电流 I0小；当 P 从 B 端迅速滑向 A 端时，总电流在减小， L 产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流方向相同，故 I2大于 P 稳定在 C 点时的电流 I0。故 D 正确。9(多选)如图 7 所示， E 为电池， L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是( )图 7A刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D 2的电流大小相等B刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D 2的电流大小不相等C闭合开关 S，电路达到稳定时，D 1熄灭，D 2比
10、原来更亮D闭合开关 S，电路达到稳定时，再将 S 断开的瞬间，D 2立即熄灭，D 1闪亮一下后熄灭解析：选 ACD 由于线圈的电阻可忽略不计，且自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过 D1、D 2的电流大小相等，选项 A 正确，B错误。闭合开关 S，电路达到稳定时线圈短路，D 1中电流为零，回路中的总电阻减小，总电流增大，D 2比原来更亮，选项 C 正确。闭合开关 S，电路达到稳定时，再将 S 断开的瞬间，D2立即熄灭，线圈和 D1形成闭合回路，D 1闪亮一下后熄灭，选项 D 正确。10(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图 8 所示，铁芯左侧线圈 L
11、1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈 L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关 K，从而切断家庭电路。仅考虑 L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )图 8A家庭电路正常工作时， L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时， L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关 K 将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关 K 将被电磁铁吸起解析：选 ABD 当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以 L2- 5 -中的磁通量为零，选项 A 正确；当电路中的电器增多时，
12、火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，故 L2中的磁通量还是零，即 L2中的磁通量不变，选项 B 正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反， L2中的磁通量还是零， L2不产生感应电流，开关 K 不会被电磁铁吸起，选项 C 错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不相等， L2中的磁通量发生变化， L2中产生感应电流，开关 K 被电磁铁吸起，选项 D 正确。11两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂直，导轨右端接两个规格相同的小灯泡及一直流电阻可以不计
13、的自感线圈。如图 9 所示，当金属棒 ab 正在直导轨上向右运动时，发现灯泡 L1比灯泡 L2更亮一些。试分析金属棒的运动情况。(导轨及金属棒电阻不计)图 9解析：L 2与 L1和自感线圈并联，两支路电压相等，而 L1较亮，说明 L1上的电压大于 L2支路电压，可以判定线圈中存在自感电动势，且方向与回路电流方向相同，所以回路中电流正在减小，即 ab 正在做减速运动。答案：见解析12如图 10 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 R160 ，定值电阻 R20 ， A、 B 间的电压 U60 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定
14、状态，在 t11010 3 s 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)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如何？(3)在 t21610 3 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？图 10解析：(1)由题图可知，开关 S 闭合电路稳定时流过线圈 L 的电流 I015 A。- 6 -由欧姆定律得 I0 ，解得 RL R20 。URL R UI0(2)断开开关后，线圈 L、电阻 R 和电灯构成一闭合回路，由自感现象规律可知，电灯中的电流方向向左。(3)由题图可知， t21610 3 s 时刻线圈 L 中的电流 I03 A。此时线圈 L 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得E I(RL R R1)03(202060)V30 V。答案：(1)20 (2)电灯中的电流方向向左 (3)30 V
