第2章 第4节 互感和自感-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

重滩手细高中物理选择性必修第二册划 第4节互感和自感 重点和难点 课标要求 1.通过实验，了解互感现象、自感现象及它们的利用和防止 2.通过分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问 重点：互感和自感的荆断。 题，认识互感和自感是电磁感应现象的特例. 难点：自感现象的能量转化问题。 玉了解自感电动势的计算式E=L兰知道自感系载是表示线圈 本身特征的物理量，知道它的单位 口01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1互感现象 1.互感 冒敲黑板 如图所示的电路中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一 (1)当其中一个线圈中有 个线圈中的电流发生变化时，它所产生变化的磁场会使另一个线 电流时，另一个线周中是否会 圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感。 产生感应电动势？ (2)当其中一个线圈中的 电流变化时，另一个线圈中为 什么会产生感应电动势呢？ 解释：(1)不一定.当其中 2.互感电动势 一个线图中的电流为恒定电 在互感现象中产生的电动势叫作互感电动势 流时，其在周国空间产生的磁 例①(2024·湖北黄冈中学高二期中)如图所示，充电基座 场不变，在另一个线圈中就不 安装有送电线圈，手机内部安装有受电线圈.当充电线圈接上220V 会产生感应电动势 的正弦交流电源后，受电线圈产生的电流给手机电池充电.下列 (2)当其中一个线圈中的 电流变化时，其在周国空间产 说法正确的是( 生变化的磁场，穿过另一个线图 的磁通量就会变化，在另一个线 受电线圈 图中就会产生感应电动势 送也线倒 A.受电线圈中感应电流产生的磁场不变 B.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 C.基座接直流电源也能对手机充电 100 第二章 电磁感应么 D.基座对手机传递电能过程中无电能损失 解析送电线圈接入正弦交流电，送电线圈中电流产生的磁 场呈周期性变化，则在受电线圈中产生感应电流也是正孩交流 电，此感应电流产生的磁场也是周期性变化，故A错误，B正确： 无线充电利用的是电磁感应原理，送电线圈和受电线圈通过互感 现象实现能量传递，线圈对直流电源没有作用，不能对手机充电， 故C错误；无线充电利用的是电磁感应原理，由于存在漏磁现象 再有线圈本身有直流电阻，所以基座对手机传递电能过程中仍有 电能损失，故D错误 [答案B 知识点2自感现象 1.通电自感现象（如图所示）】 划重点 (1)现象：接通电路时，跟变阻器R串联的灯泡A立刻正常 自感现象与自感电动势的理解 发光，而跟有铁芯的线圈L串联的灯泡A1却是逐渐亮起来的. 自感现象是电磁感应现 象的一种特殊情形，因而它必 定遵循电磁感应的普遍规律， 自感现象中的自感电动势对 原电流变化的阻碍，其实就是 楞次定律中的阻碍作用在自 感现象中的体现.当原电流增 (2)分析：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈 大时，自感电动势对电流的增 L的磁通量也随之增加，线圈中产生感应电动势，感应电动势阻 大起到“延缓”的作用：当原电 碍线圈中电流的增大，所以通过灯泡A,的电流只能逐渐增大，灯 流减小时，自感电动势对电流 泡A,只能逐渐亮起来。 的减小起到“补偿”的作用.这 2.断电自感现象（如图所示） 里的“阻碍”不是阻止，它只是 (1)现象：接通电路，待灯泡A正常发光，断开 阻碍原电流的变化，而非阻止 电路，这时可以看到，灯泡A要过一会儿才熄灭 原电流使其不变， (2)分析：由于电路断开的瞬间，通过线圈的电 流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快地减少， 因而在线圈中产生感应电动势，虽然这时电源已经断开，但线圈 L和灯泡A组成闭合回路.在这个回路中有感应电流通过，所以 灯泡不会立即熄灭 3.自感现象的概念 由于线圈中的电流发生变化而在它本身激发出感应电动势， 这种电磁感应现象叫作自感现象 4.自感电动势 (1)概念：由于线圈中的电流发生变化而在其本身所产生的 101 国避食手细高中物理选择性必修第二册) 感应电动势 (2)作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电 流变化的作用. (3)方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反： 当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同 例2(2024·江苏连云港高级中学高二期未)如图所示的电 路中，a、b为两盏完全相同的灯，L是自感线圈，线圈的直流电阻 值跟灯的电阻值相等.则下列说法正确的是( A.合上开关后，a、b两灯同时亮起来，最 后一样亮 B.合上开关后，a灯先亮起来，b灯后亮 C.断开开关后，b灯逐渐熄灭，没有出现 闪亮一下的现象 D.断开开关后，灯马上熄灭，b灯先闪亮一下，然后逐渐熄灭 解析合上开关后，L中电流瞬间增大，L会产生较大的自感 电动势阻碍电流增大，此时L可视为断路，则、b两灯串联在电 路中，同时发光且亮度相同，当电路中电流稳定后，L与b灯并联 后再与a灯串联接入电路，通过a灯的电流等于通过b灯电流的 2倍，所以最后a灯比b灯亮，选项A、B错误；断开开关后，通过 a灯的电流立刻变为0，a灯马上熄灭，而L会产生自感电动势阻 碍电流减小，L与b灯形成回路，由题意可知开关闭合时通过L 和b灯的电流相等，所以L产生的自感电动势并不会使b灯中电 流瞬间增大，所以b灯逐渐熄灭，没有出现闪亮一下的现象，选项 C正确，D错误. 答案C 知识点3自感系数 1.自感电动势公式 口敲黑板 自感电动势也是感应电动势，同样遵循法拉第电磁感应定 1.不要把自感系数和自 感电动势相混淆.自感电动势 律，即EocA 与自感系数有关，但自感系数 与自感电动势无关 由于其磁通量的变化是由通过自身的电流变化引起的，故自 2.自感电动势可比原电 感电动势的大小与电流的变化快慢有关，即E©cA 动势大得多，但自感电流不会 t 超过原电流 不同的线圈在电流变化一致的情况下，自感电动势不同，说 3.自感现象是电能与线 明自感电动势与线圈的构造有关写成等式有E一L公 图内的磁场能之间的相互转 化，遵从能量守恒定律 102 第二章 电磁感应么 2.自感系数 1概念：在公式E=L中，比例系数L称为自感系数，简 称自感或电感 (2)决定因素：自感系数是反映线圈本身性质的物理量，自感 系数L与线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯等因素有关.线圈的 横截面积越大，线圈越长，匝数越多，其自感系数L就越大.如果 线圈内有铁芯，则自感系数L会比没有铁芯时大得多 (3)单位：亨利，简称亨(H),常见单位还有毫亨(mH)、微亨 (HD,1H=103mH=10H. (4)物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量 数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1A时产生的自感电动 势的大小 例B(2024·深圳外国语学校高二期末)如图甲所示为研究 自感实验电路图，并用电流传感器显示出在=1×10一3s时断开 开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流如图乙所示.已知 电源电动势E=6V,内阻不计，灯泡的阻值R为62，电阻R的阻值 为22.求： (1)线圈的直流电阻R是多少？ (2)开关断开时，该同学观察到什么现象？ (3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势. AiA 1.5 1.0 R 0.5 23t(×10s) 州 解析(1)由图乙可知，电路中的电流稳定后流过L的电流值 E 为1.5A,根据欧姆定律有I厂R十R,代入数据可得R=2D (2)电路中的电流稳定时，流过女泡的电流1-景-号A 1A,开关断开时，线圈与定值电阻、灯泡一起组成自感回路，由图 乙可知，电路中的电流将跳跃性降低到约0.9A,然后逐渐减小， 所以灯泡将逐渐变暗 103 国避食手细高中物理选择性必修第二册) (3)由图乙可知，电路中的电流将跳跃性降低到釣0,9A,设 E 自感电动势为E,根据闭合电路欧姆定律，有I一R+R十R,将 了=0.9A以及各电阻值代入可得E=9V. 知识点4磁场的能量 1.电感和电阻对电流的阻碍作用的比较 卫记方法 物理量 电感L 电阻R 理想线圈的三个状态 1.通电醉间自感线图处 阻碍作用 阻碍电流的变化 阻碍电流 相当于断路。 表现 产生自感现象 导体发热 2.断电时，自感线调相当 电感越大，电流变化越快，对电流 电阻越大，对电流的阻碍 于电源，其电流由原值逐渐减 大小因素 变化的阻碍作用越大，产生的自感 作用越大 电动势越大 小，不会发生突变（必须有闭 合回路). 线圈长度、横截面积、单位长度的导体长度、横截面积、电阻 决定因素 匝数、有无铁芯 率、温度 3.电流稳定时自感线圈 相当于导体，若其直流电阻忽 联系 电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量 略不计，则相当于导线： 2.两种阻碍作用产生的原因分析 线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻决 定的，线圈对稳定电流阻碍作用的产生原因是金属对定向运动电 子的阻碍作用.而线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现 象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生 变化，产生自感电动势，阻碍线圈中电流的变化。 3.两种阻碍作用产生的效果分析 在道电线圈中，电流的稳定值为景，由此可知，线圈的稳态电 阻决定了电流的稳定值，L越大，电流由0增大到稳定值的时间 越长，也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化越 慢.总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，电感对变化电 流的阻碍作用决定了电流表达到稳定值所需的时间. 例☑(2024·黑龙江哈尔滨七十三中高 L 二期中)在如图所示的电路中，A和A2是两 个相同的灯泡.线圈L的自感系数足够大，其 直流电阻不可忽略.下列说法正确的是 () A.闭合开关S时，A:先亮，A2逐渐变亮 B.断开开关S时，流过A、A2的电流大小相等 C.断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭 104 第二章 电磁感应么鱼 D.断开开关S的瞬间，A2左端电势比右端电势高 解析当开关S闭合时，灯A2立即发光，通过线圈L的电流 增大，穿过线图的磁通量增大，根据楞次定律，线圈产生的感应电 流与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐 增大，灯A逐渐亮起来，所以灯A2比灯A先亮，故A错误；稳 定后，由于线圈直流电阻不可忽略，则流过A的电流较小，当开 关S断开后，由于自感，线图中的电流只能慢慢减小，其相当于电 源，线圈L、灯A2与灯A1构成闭合回路放电，流过A,A的电流 大小相等，两灯都过一会儿熄灭，断开S瞬间通过A的电流比原 来的小，则灯A不会出现闪亮一下，故C错误，B正确；由于自 感，线图中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，所以流过灯A 的电流方向向左，A左端电势比右端电势低，故D错误。 答案B 重雅拓展 重难点1通电自感和断电自感的分析与比较 1.对两种自感的分析比较列表 园记方法岁 通电自感 断电自感 自感现象的分析方法 1,明确通过电感线圈的 84 电流的变化情况（增大还是 A 电路图 减小). 2.判断自感电动势方向， E E 电流增大时（如通电），自惑电 A、A同规格，R=R,L 器材要求 L很大（有铁芯），R《R 动势方向与电流方向相反：电 较大 流减小时（如断电），自感电动 在S闭合瞬间，A灯立即 在开关S断开时，灯A突然闪亮 势方向与电流方向相同， 下后再逐渐熄灭（当抽掉铁芯后， 现象 亮起来，A灯逐渐变亮，最 3.分析线图中电流方向 重做实验，断开开关S时，会看到 终一样亮 情况，电流增大时（如通电）， 灯A马上熄灭 由于自感电动势方向与电流 断开开关S时，流过线圈L的电流 方向相反，阻碍电流增大，电 由于开关闭合时，流过电感减小，产生自感电动势，阻碍电流 线圈的电流迅速增大，使线的减小，使电流继续存在一段时 流逐渐增大：电流减小时（如 圈产生自感电动势，阻碍电间：在S断开后，通过L的电流反 断电)，由于自感电动势方向 原因 流的增大，使流过A灯的向通过A灯，且由于R《R,使得 与电流方向相同，阻碍电流减 电流比流过A灯的电流流过A灯的电流在开关断开瞬间 小，线圈中电流方向不变，电 增加得慢 突然增大，从而使A灯的发光功率 流逐渐减小 突然变大 能量转 化情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 105 国避食手细高中物理选择性必修第二册则 2.通、断电时灯泡亮暗变化情况 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 电流突然变大，然后逐渐减小达到 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 稳定 电路中稳态电流为11、12， 电流逐渐减小， ①若1≤11，灯泡逐渐变暗 断电时 灯泡逐渐变暗， ②若1>11，灯泡闪亮后逐渐变暗 电流方向不变 两种情况灯泡中电流方向均改变 例固(2024·广东广州铁一中学高二阶段练习)如图所示， L和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈， 其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时， L、L2先后亮暗的顺序是(). A.接通时，L,先达最亮；断开时，L后暗 B.接通时，L2先达最亮：断开时，Ie后暗 C.接通时，L,先达最亮；断开时，L,先暗 D.接通时，L2先达最亮：断开时，L2先暗 E 解析开关接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电 流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯 泡L1的电流较大，故灯泡L1较亮；电路中自感电动势阻碍电流 的增加，但不能阻止电流增加；由于L是一个自感系数相当大的 线圈，其电阻与R相同，所以电流稳定后，两个灯泡一样亮，即L 灯泡亮度逐渐正常，开关断开瞬间，电路中电流要立即减小0，但 线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡L构成闭合回路放电 故断开时L1后暗，故A正确，BCD错误 答案A 02关健能纳提升。 题型1自感现象的理解与分析 的灯泡，开关S闭合时，两盏灯泡均发光.某时 例①(2024·吉林长春实验中学高二期 刻将开关S断开，下列说法正确的是(). 中)如图所示电路中，L是一电阻不计的电感线 A.a点电势高于b点，A灯立即熄灭 圈，a、b为L的左、右两端点，A、B为完全相同 B.b点电势高于a点，B灯慢慢熄灭 106 第二章 电磁感应么组 C.a点电势高于b点，A灯闪亮后慢慢熄灭 减小，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知 D.b点电势高于a点，B灯闪亮后慢慢熄灭 在上面线圈中感应出上负下正的电动势，电子 向N板偏转，C正确：接通K后，变阻器滑动触 头向左迅速滑动，电阻减小，电流增大，穿过线 圈的磁通量增加，由楞次定律知在上面线圈中 感应出上正下负的电动势，电子向M板偏转， 解析A、B两灯泡完全相同，线圈电阻不 D错误。 计，可知闭合S稳定后，流过A、B的电流相等， 答案BC 某时刻将开关S断开，则线圈的自感电动势阻 题型3含容电路自感现象的分析 碍电流减小，线圈相当于电源，电源外部电流 例③(2024·山东烟台三中高二期末)如 由高电势流向低电势，电源内部电流由低电势 图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数 流向高电势，可知b点电势高于“点，自感电动 很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的 势在L、A、B中重新形成回路，使得A、B两灯 电容器，下列说法正确的是( 都慢慢熄灭，但都不会闪亮，故ACD错误， B正确. [客案B B 题型2互感现象的理解与分析 例②(2024·云南昆明实验 中学高二阶段练习)（多选）如图所 A.图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻 示，一电子以初速v沿与金属板平 达到相同的亮度 行的方向飞入两板间，在下列哪种 B.图甲中，闭合开关S足够长时间后再断 情况下，电子将向N板偏转 开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭 (). C.图乙中，闭合开关S足够长时间后，A A.开关K接通瞬间 灯发光，B灯不发光 B.断开开关K瞬间 D.图乙中，闭合开关S足够长时间后再断 C、接通K后，变阻器滑动触头向右迅速滑动 开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至0 D接通K后，变阻器滑动触头向左迅速滑动 解析图甲中，开关S闭合的瞬间，电源的 解析开关K接通瞬间，穿过线圈的磁通 电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光.由 量增加，由楞次定律知在上面线图中感应出上 于线圈的自感阻碍，A灯后发光，且逐渐变亮： 正下负的电动势，电子向M板偏转，A错误；断 由于线圈的电阻忽略不计，则最后两灯一样 开开关K瞬间，穿过线园的磁通量减少，由楞 亮，故A错误.断开开关S的瞬间，线图与两灯 次定律知在上面线圈中感应出上负下正的电 一起构成一个自感回路，流过线圈的电流将要 动势，电子向N板偏转，B正确：接通K后，变 减小，产生自感电动势，相当于电源，两灯逐渐 阻器滑动触头向右迅速滑动，电阻增大，电流同时熄灭，故B正确，图乙中，闭合开关S足够 107 国雕手细高中物理选择性必修第二册？) 长时间后，因线圈L的直流电阻为0，电路稳定 段时间后，在=1时刻断开开关，下列图像中 后A被短路熄灭，B变得更亮，稳定在一定亮 能正确表示电流传感器记录的电流随时间变 度，故C错误.闭合S足够长时间后再断开，电 化情况的是( 容器与B构成回路，电容器要对B放电，放电 电流逐渐减小，但流过B中的电流并没有反 向，故D错误. [答案B 方急自 含电容电路自感现象的分析方法 对含电容电路自感现象问题的分析，要 注意把握如下几点： D (1)在分析自感现象的问题时，首先要 解析闭合开关的瞬间，电感的电阻很大， 分析线圈在电路中的位置、结构；其次要分 灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，电感 析电路中电流的变化，如电流方向变化、电 的电阻减小，电感与灯泡并联的两端电压减 流大小突然变化的情况等 小，故灯泡中的电流变小，选项AB均错误；当 (2)当电路中有电感线圈L时，若电路 时间再延长，灯泡的电流稳定在某一值上，当 中的电流发生变化，电感线围L的作用总是 断开开关时，电感产生自感电动势，电感中的 阻碍电流的变化，但电流大小不能突变 电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的 (3)电路中电流变化时，电容器相当于 电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原 一个大电阻，电感线圈也相当于一个大电 来的电流沿顺时针方向，故灯泡中的电流比稳 阻.电路稳定时，电容器相当于断路，电感线 定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小 圈（直流电阻不计时）相当于短路， 而慢慢减小到0，故C错误，D正确. (4)从能量转化角度看，电感线圈将电能 答案D 转化为磁场能，电容器则将电能转化为电场能 方洗超角 题型4自感现象中的图像问题 处理自感现象中图像问题的基本思路 例4(2024·湖北 自感现象中的图像问题，主要是：关 ☒电流传感器 D 武汉三中高二期末)如图 系图像，分析问题时，关键是明确通过自感线 圈的电流是怎样变化的，是增大还是减小，电 所示是利用电流传感器 (电流传感器相当于电流 流的方向如何.当电流增大时（如通电），自感 表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实 电动势方向与电流方向相反，阻碍电流增大； 验电路，电源的电动势为E,内阻为r,自感线 当电流减小时（如断电），自感电动势方向与 圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯 电流方向相同，阻碍电流减小.必须注意，断 泡D的阻值，在=0时刻闭合开关S,经过一 电时自感现象中流过电感线圈的电流瞬时是 不变的，即其大小、方向都与断电前相同 108 第二章 电磁感应么9 ]03-核地素养聚焦一。 考向1自感现象 C.Q闪亮后再熄灭 例①(2023·北京卷)如图所示，L是自感 D.P闪亮后再熄灭 系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同 解析由题知，开始时，开关S闭合时，由 的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯 于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断 微亮，Q灯正常发光，断开开关( 开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的 电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄 灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成 闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭 答案D A.P与Q同时熄灭 命题意图 考查自感现象 核心素养 物理观念 B.P比Q先熄灭 素养水平水平2 口04学业顺量测评。 ●A基础过关练 测试时间：15分钟 0000 1.(2024·安徽六安一中高二期中)制 造电阻箱时，要用双线绕法，如图所 示.当电流变化时双线绕组( 第2题图 第3题图 A.回路中一定有自感电动势产生 3.(2024·河北张家口三中高二期中)如图所 B.回路中一定没有自感电动势产生 示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线 C.螺旋管内磁场发生变化 管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度.若 D.穿过螺旋管的磁通量发生变化 将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管 2.(2024·重庆西南大学附中月考)如图所示， 内，则将看到( 电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一 A.灯泡变暗 个自感系数很大、直流电阻可忽略的线圈，C B.灯泡变亮 是电容很大的电容器.关于A、B两灯泡的发 C螺线管缩短 D.螺线管长度不变 光情况正确的是( ). 4.(2024·江西抚州临川一中高二期中)如图 A.S闭合后，B逐渐变亮 所示的电路中，开关S闭合且电路达到稳定 B.S闭合后，A逐渐变亮 时，流过灯泡A和线圈L的电流分别为I C.S闭合足够长时间后，A和B一样亮 和I.在开关S切断的瞬间，为使小灯泡能 D.S闭合足够长时间后，A、B都熄灭 比原来更亮一些，然后逐渐熄灭，则(. 109重难⑤手册高中物理透择性必修第二册 上下振动时，金属圆环中将产生方向不断变化的感应 第4节互感和自感 电流，故A错误：当磁铁运动到最低点时，环内的磁通 A基础过关练 量的变化率为0，根据产生感应电流的条件可知，圆环 L.B【解析】此线圈是双线绕法，电流等大反向，所以产 中不产生感应电流，故B错误：根据楞次定律可知，当 生的磁场方向相反、强度相同，相互抵消，故通过线圈 磁铁向下运动时，穿过闭合金属圆环的磁通量增大，由 的磁通量始终为0，不会产生感应电动势，故ACD错 愣次定律知，圆环有收缩同时远离磁铁的趋势，故圆环 误，B正确 和桌面间的挤压程度增加，即圆环对桌面的压力增大， 2.A【解析】S闭合后，线圈产生很大的自感电动势，开 圆环对桌面的压力大于圆环的重力，故C正确：磁铁上 始电流几乎都从灯泡A流过，然后A中电流逐渐减 下振动的过程中磁铁的重力势能、动能、弹簧的弹性势 小，所以A亮一下又逐渐变暗：闭合S后，电容器C充 能都不断变化，同时圆环中产生感应电流，有焦耳热产 电，并且充电电流越来越小，所以B逐渐变亮：最后A 生，所以磁铁静止不动后，磁铁碱少的重力势能转化为 被L短路，所以A最后会熄灭，A正确，B错误.S闭合 弹簧的弹性势能与圆环中产生的焦耳热，故D错误. 足够长时间后，C所在支路中无电流，相当于断路，所 4.AD【解析】由题意可知，小球在B管中下落的速度要 以B很亮，而A不亮，CD错误 小于在A管中下落的速度，故说明小球在B管时受到 阻力作用其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合 3.A【解析】将一软铁棒从螺线管左边迅速插人螺线管 的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使 内，穿过线圈的磁通量增大，会产生自感现象，从而产 小球受向上的阻力，故B管应为金属导体，如铜，铝等， 生反向的自感电动势，所以通过灯泡的电流减小，由于 而A管应为绝缘体，如塑料、胶木等，故AD正确， 通过线圈的电流方向相同，螺线管开始处于收缩状态 BC错误， 但是后来电流减小了，线圈之间的安培力减小，则螺线 5.AC【解析】A线圈有个缺口，进入磁场时，不产生 管比开始状态伸长了一点，A正确， 感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等 4.A【解析】当断开开关，A这一支路原来的电流立即消 于g,而BC线陶是闭合的，进人磁场时，产生感应电 失，因为线圈阻碍电流的减小，而且A和L构成回路， 流，线圈受到竖直向上的安培力作用，则A线圈落地时 所以产生自感电流，自感电流从I:慢慢减小，为使小 间最短，故A正确，B错误：设闭合线圈的边长为L,横 灯泡能比原来更亮一些，必须使I:>,A正确 截面积为S,电阻率为她，密度为，质量为，进人 5.C【解析】S闭合后，电源的电压立即加到两灯泡两 磁场过程中速度为v时加速度为：，根据牛顿第二定律 端，故两灯泡将立刻发光，故AB错误：开关S断开后， 得mg一F”=a,解得a=g- 线圈与1。构成回路，由于自感的存在，电流将从1开 R mR 一g 始减小为0，方向与1方向相反，故C正确，D错误. ”,可知a与横截面积S无关，所以B.C线圈在 16pwP吨 B综合提能练 运动过程中加速度时刻相同，速度也时刻相同，所以 1.C【解析】突然断开K,的瞬间，线圈与A:构成回路， B、C同时落地，C正确，D错误 A没有电流经过，立即熄灭.在开关K断开，K,闭合 C强基突破练 时，两灯的亮度一样，所以线圈的直流电阻也是R,则 1,(1)磁铁B向右运动时，螺旋管中产生悠应电流，感应 闭合K,待电路稳定后，线圈中的电流与灯泡中的电 电流产生电磁驱动作用，使得螺旋管A向右运动： 流一样，所以断开开关K,的瞬间，流过A的电流大小 (2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动 不变，方向向左，所以不会变亮，C正确 能和螺旋管中的电能，所以mgh=MA+号m流十 2.AD【解析】开关S闭合时，电感L中的电流等于两 倍L。中的电流，断开开关S的瞬间，由于自感作用，两 E,即E=mgh-之M-之m 个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭合回 16 参考答采与解析么线 路，通过b、c的电流都通过a,故a先变亮，然后逐渐变 单元学能测评 暗，故A正确：b、c灯泡中电流逐渐减小，C错误，D 正确。 1.D【解析】磁铁向下穿过螺线管，螺线管中磁通量先向 3.D【解析】在电路甲中，断开S,由于线圈阻碍电流变 下增多，后向下减少，由楞次定律可知电流先由b到a, 小，导致A将逐渐变暗，因通过线圈L的电流小于电 后由a到b,AB错误：由能量守恒定律可知，磁铁减少 图阻R,则不会出现闪亮现象，故AB错误：在电路乙中， 的重力势能等于磁铁的动能和回路产生的热量，故C 由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过 错误：磁铁不论是进人螺线管还是离开螺线管，感应电 灯泡的电流比通过线圈的电流小，新开S时，由于线圈 流的磁场都要阻碍磁铁运动，故加速度小于重力加速 阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，故 度，D正确 C错误，D正确. 2.B【解析】线圈A中磁场方向向上增强时，由楞次定 4.D【解析】闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电 律可知，感应电流的磁场方向向下，感应电流的方向在 性，所以无电流通过L,L一直不亮，由于线圈中自感 线圈的外侧向左，电流的方向盘旋向上，所以导线4中 电动势的阻碍，L灯逐渐变亮，故AB错误：闭合开关， 的电流方向向下，根据同向电流相互吸引可知，b中的 待电路稳定后新开开关，线圈L产生自感电动势，两灯 电流方向也向下，b中电流方向向下说明极板P:是电 串联，所以L突然变亮，然后两灯逐渐变暗至熄灭，故 源的正极，则正电荷在磁场中向上偏转，根据左手定则 C错误，D正确. 可知，P、P:两极板间的匀强磁场的方向垂直于纸面 5.B【解析】在1=0时刻闭合开关S时，线圈中电流增 向里，故B正确，ACTD错误 大，生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大， 3.D【解析】S闭合的瞬间，三个灯同时发光，由于线圈 干路中电流1也逐渐增大，根据欧姆定律有U=E一 自感电动势的阻碍，开始时通过L的电流很小，b、℃两 Ir,Us逐渐减小直到稳定.稳定时，通过电阻R的电流 灯的电流相同，一样亮.由于a灯的电压等于b,c电压 小于通过灯泡D的电流.在1=时刻断开S时，灯泡 之和，所以a灯最亮，S闭合足够长时间以后，b灯被线 中原来的电流立即减小为0，线圈中产生自感电动势， 圈短路，b灯熄灭，故b、c两灯亮度不相同，故AB错 电阻R,灯泡D和线圈组成回路，回路中电流从原来的 误：S断开的瞬间，线圈中电流将要减小，产生自感电 值逐渐减小到O,此时流过灯泡D的电流方向与原来 动势，相当于电源，有电流流过a、c两灯，由于两灯串 的方向相反，B点的电势比A点的电势高，U如<0.由 联，所以a、c两灯逐渐变暗且亮度相同，故C错误；S断 于稳定时线圈中电流较小，根据Uw=R,则此时 开之后，b灯中有电流通过，故使得b灯突然闪亮以后 U值比稳定时小.B正确. 再逐渐变暗，故D正确。 C强基突破练 4.B【解析】对于a:U。为除竖直边外的两边的分压，则 1,C【解析】开关S闭合的瞬间，自感线圈中的电流为 U,=Bwx②+对于：U,为除竖直边外的两边的 0,但由于线圈的自感现象，其自感电动势不为0，故A √2+2 错误：两支路并联，稳定时电压相同，而由题图乙可知， 分压，则U,=Bo×士2：对于c:U为除竖直边外的 稳定时电流也相同，断开开关后灯泡与自感线圈串联， 5+3 由于自感线圈的自感电动势，则晰开瞬间小灯泡D将 两边的分压，则U,=2B×②+对于d:U为除竖 2+2 逐渐熄灭，不会闪亮，故B错误：根据闭合电路欧姆定 律可知，开关刚闭合瞬间，有E=1(R十r),达到稳定状 直边外的两边的分压，则U,=2B0x5+1 由以上表 √5+3 一上R,E 态后有E=R+21n,联立解得r=2, 达式可知UUU<U,故选B 放C正角D结说 5.B 【解析】根据法拉第电磁感应定律可得E=地 17