2.4 互感和自感 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第二册）

第二章 第四节 互感与自感 拓展+高考 一、拓展题 1.(2021·浙江金华·二模)目前,许多停车场门口都设置车辆识别系统,在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B,两线圈各自接入相同的电路,电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接,如图所示。工作过程回路中流过交变电流,当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时,线圈的自感系数会发生变化,导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化,使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化,这一变化的电压输入控制系统,控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是( ) A.汽车接近线圈A时,该线圈的自感系数减少 B.汽车离开线圈B时,回路电流将减少 C.汽车接近线圈B时,c、d两端电压升高 D.汽车离开线圈A时,c、d两端电压升高 【答案】D 【详解】 AC.汽车上有很多钢铁,当汽车接近线圈时,相对于给线圈增加了铁芯,所以线圈的自感系数增大,感抗也增大,在电压不变的情况下,交流回路的电流将减小,所以R两端电压将减小,即c、d两端得电压将减小,AC错误; BD.汽车远离线圈时,线圈的感抗减小,交流回路的电流增大,R两端电压将变大,c、d两端得电压将增大,D正确,B错误。 故选D。 2.(2021·浙江嘉兴·二模)某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B,调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触,合上开关S后,就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案,下列说法正确的是( ) A.不可行,因为电源是直流电 B.不可行,因为两个线圈的磁通量没有变化 C.可行,且A的匝数比B多时,点火效果更好 D.可行,且M、N做成针状时,点火效果更好 【答案】D 【详解】 AB.当开关闭合时,线圈B的磁通量发生变化,有感应电动势产生,会在火花塞的两电极M、N之间产生火花,AB错误; C.根据可知,当A线圈的匝数与B线圈的匝数比值越大时,点火效果更好,C错误; D.火花放电和尖端放电可以交集,尖端放电可以使点火效果更好,D正确。 故选D。 3.(2021·天津红桥·一模)如图所示灯泡A1、A2的规格完全相同,线圈L的电阻不计,下列说法中正确的是( ) A.当接通电路时,A1和A2始终一样亮 B.当接通电路时,A2先达到最大亮度,A1后达到最大亮度,最后两灯一样亮 C.当断开电路时,A2立即熄灭、A1过一会几才熄灭 D.当断开电路时,两灯都立即熄灭 【答案】B 【详解】 AB. 当接通电路时,A2立即正常发光,而线圈中电流要增大,由于自感电动势的阻碍,灯泡A1中电流只能逐渐增大,则A2先达到最大亮度,A1后达到最大亮度,电路稳定后,最后两灯一样亮,故B正确,A错误; CD. 当断开电路时,A2原来方向的电流立即减小为零,线圈中产生自感电动势,两灯泡串联和线圈组成回路,由于线圈L的电阻不计,回路中电流从原来值逐渐减小到零,流过A2的电流与原来方向相反,则A1和A2都要过一会儿才熄灭,故CD错误。 故选B。 4.(2021·辽宁·东北育才学校模拟预测)在某个趣味物理小实验中,几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接,实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是( ) A.人有触电感觉是在电键闭合瞬间 B.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C.断开电键时流过人的电流方向从B→A D.断开电键时线圈中的电流突然增大 【答案】C 【详解】 因为断电瞬间多匝线圈产生较大的自感电动势,所以人有触电感觉,此时人与线圈组成一个闭合回路,则两者电流总是相等,线圈中的电流方向不变还是从左到右,但是流过人的电流方向从B→A,根据楞次定律可知,自感电动势是阻碍电流的减小,但不是阻止,所以线圈中的电流是逐渐减小的,所以ABD错误;C正确; 故选C。 5.(2022·广东·模拟预测)如图,L是自感系数很大、电阻不计的线圈a、b是两个相同的小灯泡开关S由断开到闭合( ) A.a先亮b后亮,然后b逐渐变亮 B.b先亮a后亮,然后a逐渐变亮 C.a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 D.a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭 【答案】C 【详解】 当S闭合瞬时,两灯同时获得电压,同时发光,随着线圈L电流的增加,逐渐将b灯短路,b逐渐变暗直到熄灭,同时,a灯电流逐渐增大,变得更亮。故C正确ABD错误。 故选C。 6.(2021·陕西·西安中学一模)如图所示,L是一带铁芯的理想电感线圈,其直流电阻为零。电路中A和B是二个相同的灯泡,A灯泡串接一个理想二极管D,则下列说法错误的是( ) A.开关S闭合瞬间,A灯不亮 B.开关S闭合瞬间,B灯泡立即亮 C.开关S断开瞬间,A灯泡闪亮一下后熄灭 D.开关S断开瞬间,a点