2.4 互感和自感（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

2.4　互感和自感 [见学生用书P31] 无轨电车在杭州市已经有60年的历史了，如图为杭州151路无轨电车，在行驶的过程中，由于车身颠簸，车顶上的电弓有可能瞬间脱离电网线，这时可以观察到有电火花闪现。请说出电火花产生的原因。 【答案】 电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙中的空气会被电离，从而产生电火花。 1．关于互感现象，下列说法正确的是(　B　) A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象 B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈 C．互感现象都是有益的 D．电动机是利用互感现象制成的 【解析】 两个线圈之间没有导线相连，也能产生互感现象，A错误；互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈，B正确；互感现象并非都是有益的，有时会影响电路的正常工作，C错误；电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，D错误。 2．(多选)下列关于日常生活中应用的电器设备的物理原理，说法正确的是(　AD　) A．煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花完成的 B．家用电饭煲加热食物主要利用了电流的磁效应 C．为了消除静电现象，有金属外壳的家用电器要采用带保护接地的三孔插座 D．电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的 【解析】 煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花来完成的，A正确；家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应，B错误；为了防止有金属外壳的用电器的外壳带电，危及人身安全，必须把地线与大地相连，故有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地的三孔插座，不是为了消除静电感应，C错误；电磁炉里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，利用电流的热效应进行加热，D正确。 3．如图是研究自感现象的实验电路图，为增强学生对自感现象的认识，可让同学们手牵手来感受自感轻微的电击，电路中电源选用串联的两节干电池，自感线圈的自感系数较大，直流电阻很小。下列说法正确的是(　A　) 第3题图 A．同学们连入电路后，在开关断开的瞬间感受到电击 B．同学们连入电路后，在开关闭合的瞬间感受到电击 C．同学们连入电路后，在开关断开和闭合的瞬间都能感受到电击 D．同学们连入电路后，只有在开关闭合一段时间后才能感受到电击 【解析】 同学们连入电路后，由于自感线圈的自感系数较大，直流电阻很小，在开关闭合后，通过同学们的电流很小，不能感受到电击；开关断开后，线圈产生较大的感应电压，同学与电感构成闭合回路，同学们能感受到电击。综上所述，A正确。 4．某同学按照如图所示的电路做断电自感实验。其中带铁芯的线圈L的电阻小于灯泡A的电阻。实验时，他先闭合开关S，待灯泡A稳定发光后，断开开关。在断开开关S的瞬间，下列说法中正确的是(　D　) 第4题图 A．灯泡A会立即熄灭 B．流过灯泡A的电流方向向右 C．流过线圈L的电流方向向左 D．灯泡A闪亮一下，然后缓慢熄灭 【解析】 开关断开前，电路稳定，灯泡A正常发光，由于带铁芯的线圈L的电阻小于灯泡A的电阻，所以流过灯泡的电流小于流过线圈L的电流。开关断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈成为灯泡A、L回路的电源，故灯泡A闪亮一下，然后缓慢熄灭，A错误，D正确；L由于自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流逐渐减小，但方向不变，仍然是向右。由于L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流与L中的电流方向相反，即流过灯泡A的电流的方向向左，B、C错误。 5．(多选)如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有(　AD　) 第5题图 A．当开关S闭合瞬间，灯泡A先亮，灯泡B缓慢变亮 B．当开关S断开瞬间，灯泡A闪亮一下再熄灭 C．当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势低 D．当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由a到b 【解析】 当开关S闭合瞬间，由于线圈的自感作用，阻碍电流的增大，灯泡A先亮，灯泡B缓慢变亮，A正确；当S断开瞬间，自感线圈阻碍电流的减小，两灯相当于串联关系，故流过灯泡B的电流方向为从a到b，a点电势比b点电势高，灯泡A逐渐熄灭，由于开关断开前灯泡A和B中的电流几乎相等，故看不到闪亮现象，D正确，B、C错误。 6．(多选)如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连。下列说法正确的是(　AD　) 第6题图 A．当P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a B．当P向右移动时，通过R的电流方向为由a到b C．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由b到a D．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b 【解析】 根据右手螺旋定则可知，线圈M左端是N极，右端是S极，当P向右移动，导致电流增大，磁场增大，穿