1、1课后提升作业 五 互感和自感(40 分钟 50 分)一、选择题(本题共 6 小题,每小题 6 分,共 36 分)1.(2018邯郸高二检测)如图所示,L 为一个带铁芯的线圈,R 是纯电阻,两支路的直流电阻相等,那么在接通和断开开关瞬间,两表的读数 I1和 I2的大小关系分别是 ( )A.I1I2 B.I1I2,I1 ,则灯 LA熄灭之前要闪亮一下;如果 ILI,则灯 LA是逐渐熄灭而不闪亮一下。至于 IL和 的大小关系,由 和 RL的大小关系I I R决定:若 RL,则 I2,则灯 A 会闪亮一下,即当线圈的直流电阻 RLI2,则灯泡会出现闪亮一下的情况。3.(多选)(2018晋中高二检测)
2、如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关 S,电流达到稳定后通过线圈 L 的电流为 I1,通过小灯泡 L2的电流为 I2,小灯泡 L2处于正常发光状态,则下列说法中正确的是 ( )A.S 闭合瞬间,L 2灯缓慢变亮,L 1灯立即变亮B.S 闭合瞬间,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1C.S 断开瞬间,小灯泡 L2中的电流由 I1逐渐减为零,方向与 I2相反D.S 断开瞬间,小灯泡 L2中的电流由 I1逐渐减为零,方向不变3【解析】选 B、C。S 闭合后,电源的电压立即加到两灯泡两端,故两灯泡将立刻发光,故 A 错误;S 闭合瞬间,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1,故 B
3、 正确;开关 S 断开后,线圈与 L2构成回路,由于自感的存在,电流将从 I1开始减小为 0,方向与 I2方向相反,故 C 正确,D 错误。【补偿训练】(多选)如图所示电路中,A、B 是两个相同的灯泡,L 是一个带铁芯的线圈,电阻可不计。调节R,电路稳定时两灯都正常发光,则在开关合上和断开时 ( )A.两灯同时点亮、同时熄灭B.合上 S 时,B 比 A 先达到正常发光状态C.断开 S 时,A、B 两灯都不会立即熄灭,通过 A 灯的电流方向与原电流方向相同,而 B 灯的电流反向D.断开 S 时,A 灯会突然闪亮一下后再熄灭【解析】选 B、C。在开关合上和断开时,两灯同时熄灭,但不同时点亮,在合上
4、时,通过线圈的电流在增大,导致线圈出现自感电动势,从而阻碍灯泡 A 的电流增大,则 B 比 A 先达到正常发光状态,故 A 错误,B 正确;断开开关 S 的瞬间,由自感的特性可知:L 和 A 组成的回路中的电流会维持不变,通过 A 灯的电流的方向不变,而 B 灯的电流方向与原电流方向相反,故 C 正确;断开开关 S 的瞬间,因灯泡相同,则电流相等,所以两灯会慢慢熄灭,都不会闪亮一下,故D 错。4.(多选)如图所示的电路中,灯泡 LA、L B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。对于电流随时间变化的图象,下列正确的是 ( )4【解题指南】解答本题需
5、注意以下两点:(1)确定元件中的电流随时间的变化关系。(2)明确由自感电动势引起的感应电流方向与原电流的方向关系。【解析】选 B、D。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,自感作用消失,电路达到稳定,流过灯泡 LA的电流如选项 B 所示;S接通且电路稳定时,流过灯泡 LB的电流大于流过灯泡 LA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,并与灯泡 LB组成回路,产生自感电流,使流过灯泡 LB的电流反向,并突然减小,从断开前流过线圈的电流大小开始逐渐减小到零,选项 D 正确。5.如图所示电路中,L 为电阻很小的线圈, 和
6、 为零点在表盘中央的相同的电流表。当开关 S 闭合时,电流表 指针偏向右方,那么当开关 S 断开时,将出现的现象是 ( )A. 和 指针都立即回到零点B. 指针立即回到零点,而 指针缓慢地回到零点C. 指针缓慢回到零点,而 指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D. 指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而 指针缓慢地回到零点5【解析】选 D。电流表指针的偏转方向与电流的流向有关。根据题意,电流自右向左时,指针向右偏。那么,电流自左向右时,指针向左偏。当开关 S 断开瞬间,L 由于自感作用,电流不能立即消失,电流沿 L 的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个短时间,即 中的电流按原方向自
7、右向左逐渐减为零,而 中的电流先和原方向相反,变为自左向右,然后和 中的电流同时减为零,也就是 指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而 指针缓慢地回到零点,故 D 项正确。6.(2018盐城高二检测)如图所示,电路中 A、B 是两个完全相同的灯泡,L 是一个自感系数很大,电阻可忽略的自感线圈,C 是电容很大的电容器。当 S 闭合与断开时,A、B 灯泡的发光情况是 ( )A.S 刚闭合后,A 亮一下又逐渐变暗直至熄灭,B 逐渐变亮B.S 刚闭合后,B 亮一下又逐渐变暗直至熄灭,A 逐渐变亮C.S 闭合足够长时间后,A 和 B 都一样亮D.S 闭合足够长时间后再断开,B 立即熄灭,而 A 逐渐
8、熄灭【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电感器对电流的变化有阻碍作用。(2)电容器在电路中电流变化时,会发生充电和放电现象,可理解为有电流通过了电容器。【解析】选 A。S 刚闭合后,电容器 C 要通过 A 充电,并且充电电流越来越小,故 A 亮一下又逐渐变暗,最后 A 被 L 短路,所以 A 最后会熄灭。而 L 对电流变化有阻碍作用,所以通过 B 的电流逐渐增大,故 B 逐渐变亮,故 A 正确,B 错误;S 闭合足够长时间后,C 中无电流,相当于断路,L 相当于短路,所以 B 很亮,而 A 不亮,故 C 错误;S 闭合足够长时间后再断开,电容器要对B 放电,故 B 要逐渐熄灭,故 D 错
9、误。二、非选择题(14 分。需写出规范的解题步骤)7.如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示出在 t=110-3s 时6断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈 L 的电流(如图乙)。已知电源电动势 E=6V,内阻不计,灯泡 R1的阻值为 6,电阻 R 的阻值为 2。(1)线圈的直流电阻 RL=_。(2)开关断开时,该同学观察到的现象是 _,并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是_V。【解析】由图象可知 S 闭合稳定时 IL=1.5ARL= -R= -2=2E此时小灯泡中的电流 I1= = A=1 AE1S 断开后,L、R、R 1组成闭合回路,电流由 1.5A 逐渐减小,所以灯会闪亮一下再熄灭,自感电动势E=I L(R+RL+R1)=15V。答案:(1)2(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗,最后熄灭 15
