2.4 互感和自感（6大题型）-2024-2025学年高二物理同步题型分类讲与练（人教版2019选择性必修第二册）

2.4 互感和自感 知识点1 互感现象 1、互感和互感电动势 两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。 【注】互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。互感现象说明能量可以由一个电路传递到另一个电路。 2、应用和危害 （1）应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如图所示的变压器就是利用互感现象制成的。 （2）危害：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。 知识点2 自感现象 1、自感和自感电动势 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2、两种自感类型 （1）通电自感实验及现象 如图甲所示，闭合开关的瞬间，电流从无到有，线圈L中产生感应电动势。根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡 A1较慢地亮起来。 （2）断电自感实验及现象 如图乙所示，线圈L的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光，开关断开瞬间，通过线圈L的磁通量减少，故线圈L中产生了感应电动势，产生的感应电流通过灯泡，所以灯泡会过一段时间才熄灭。由于开关闭合时通过线圈的电流大于灯泡中的电流，所以断开开关后灯泡会“闪亮一下”。 知识点3 自感系数 1、自感电动势 （1）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。 （2）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。 （3）大小：。其中，L时自感系数。 （4）自感电动势的特点： ①自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止。 ②当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”的作用；当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”的作用。 2、自感系数 （1）定义：L是反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，叫作自感系数，简称自感或电感。 （2）影响因素：自感系数与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。 线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈加有铁芯时比无铁芯时的自感系数大得多。 （3）单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨、微亨。 （4）意义：自感系数越大，说明线圈产生自感电动势的本领越大。 通电自感和断电自感的分析方法 1、自感现象的“三种状态”“一个特点” （1）三种状态 ①通电瞬间可把电感线圈看成断路； ②断电瞬间电感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变（必须有闭合回路）； ③电流稳定时，电感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线。 （2）一个特点：在发生自感现象时，电流不发生“突变”。 2、自感现象问题的分析思路 ①明确电路结构：弄清线圈L与其他用电器的串、并联关系。 ②明确电流方向：弄清电路中原电流的方向，再根据题意判断自感电流的方向及大小的变化。 ③明确线圈中的电流不能发生突变：通电过程中，线圈中的电流是逐渐增大的；断电过程中，线圈中的电流是逐渐减小的，且断电过程中线圈可等效为“电源”，与其他用电器组成闭合回路。 题型1 互感现象的分析与应用 【例1】（23-24高二下·浙江舟山·期末）智能手表通常采用无线充电方式。如图所示，充电基座与电源相连，将智能手表压在基座上，无需导线连接，手表便可以充电。已知充电基座与手表都内置了线圈，则（    ） A．无线充电的原理是互感 B．充电时因无导线连接，所以传输能量没有损失 C．若用塑料薄膜将充电基座包裹起来，则不能给手表充电 D．充电时，基座线圈的磁场对手表线圈中的电子施加力的作用，驱使电子运动 【变式1-1】（23-24高二下·山东菏泽·期中）如图，是一种延时继电器的示意图，铁芯上有线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成闭合电路。在断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列说中正确的是（　　） A．断开开关S时，线圈B中产生逆时针的电流（俯视） B．若仅去掉线圈B中的铁芯，继电器的延时效果不受影响 C．若仅改变线圈B的材料，继电器的延时效果不受影响 D．若线圈B两端未连接，断开开关S时，衔铁D立刻被拉起 【变式1-2】（2024·江苏南通·二模）下列两个靠近的线圈之间最不容易产生互感现象的是（　　） A．B．C． D． 【变式1-3】（多选）（2024·山西阳泉·三模）“钳形电流测量表”工作原理如图所示，铁芯绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，按下扳手，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A．该测量仪工作时需要将电流表A与通电导线相连 B．该测量仪工作原理是互感 C．若导线中通过的是恒定直流电，电流表中通过的电流是 D．正确使用时电流表的示数随通电导线中电流的增加而增加 【变式1-4】（多选）（2024·广东汕头·二模）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 题型2 对通断电自感的分析 【例2】（23-24高二下·重庆·期中）如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈。若最初是接通的，是断开的，那么下列描述中正确的是（    ） A．刚接通，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮 B．刚接通时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮 C．接通到电路稳定，B灯由亮变暗最后熄灭 D．接通，电路稳定后再断开时，A、B灯均立即熄灭 【变式2-1】（23-24高二下·广东惠州·期中）同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是（　　） A．闭合开关S后，始终比亮 B．闭合开关S后，先亮，后亮，最后一样亮 C．断开开关S后，、立即熄灭 D．断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 【变式2-2】（多选）（24-25高二上·广西柳州·月考）如图所示，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮 B．闭合开关S瞬间，B灯比A灯先亮，最后一样亮 C．断开开关S瞬间，B灯闪亮一下再熄灭 D．断开开关S瞬间，流过B灯的电流方向向左 【变式2-3】（多选）（23-24高三下·海南·期中）小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮 B．断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯后熄灭 C．闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同 D．断开开关的瞬间，m点的电势低于n点的电势 【变式2-4】（23-24高二下·福建泉州·期末）如图所示，a、b灯分别标有“3.6V，2.5W”和“3.6V，4.0W”，闭合开关，调节R，能使a、b都正常发光。断开开关后重做实验，则（　　）   A．闭合开关，a将慢慢亮起来，b立即达到最亮 B．闭合开关，a、b立即达到最亮 C．断开开关，a逐渐熄灭，b灯闪亮一下再熄灭 D．断开开关，a、b都逐渐熄灭 【变式2-5】（2024·北京东城·二模）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B．开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C．开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 【变式2-6】（23-24高二下·广东珠海·期中）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个规格相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（    ） A．图1中，闭合，逐渐变亮 B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C．图2中，断开瞬间，通过中的电流与断开前相反 D．图2中，变阻器R的阻值大于的阻值 题型3 自感现象的应用与防止 【例3】（22-23高二下·重庆北碚·月考）制作精密电阻时，为了消除在使用中由于电流的变化引起的自感现象，用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法，其道理是（　　） A．电路电流变化时，两根线中产生的自感电动势相互抵消 B．电路电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消 C．电路电流变化时，两根线圈中的磁通量相互抵消 D．以上说法都不正确 【变式3-1】（23-24高二上·浙江金华·期末）如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A．电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时 B．有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器 C．发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化 D．发生电击时，通过多用电表的电流很大 【变式3-2】（22-23高二下·四川成都·期中）在学习自感的课堂上，老师引入了一个有趣的小实验：四位同学手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示的方式连接，实验过程中人会有触电的感觉，已知人体的电阻比线圈的电阻大。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关后，流过线圈的电流会逐渐变大直至不变 B．当电路稳定时，流过人体的电流小于流过线圈的电流 C．断开开关的瞬间，流过人体的电流方向由A到B D．断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大 题型4 自感现象的图像问题 【例4】（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。t=0时闭合开关S，一段时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间t变化的图像可能为（　　） A．   B．   C．  D． 【变式4-1】（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，、为完全相同的电流传感器（内阻不计）。闭合开关K，得到如图乙所示的图像，电源电动势为E，内阻r，则（　　） A． B． C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 【变式4-2】（2024·广西柳州·模拟预测）如图是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（　　） A．甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 B．乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 C．丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 D．丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 【变式4-3】（多选）（23-24高二下·湖北·期中）如图甲，某实验小组用电压传感器研究电感线圈特性，图甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u随时间t变化的u-t图像如图乙所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大且不计直流电阻，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，L2、L3同时点亮 B．开关S闭合瞬间，流经灯L1和L2的电流大小相等 C．开关S断开瞬间，灯L1立即熄灭，L2闪亮一下再熄灭 D．图乙中电压U1与U2的比值为3∶4 【变式4-4】（多选）（23-24高二下·福建泉州·期中）某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验演示的是通电自感现象 B．线圈的直流电阻小于灯泡的电阻 C．断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D．乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据 【变式4-5】（多选）（23-24高二上·浙江台州·期末）某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像．电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻．下列说法正确的是（    ） A．开关S闭合后，灯逐渐变亮 B．开关S闭合后，流经灯的电流大小不变 C．开关S断开后，灯均马上熄灭 D．根据题中信息，可以推算出图乙中 【变式4-6】（多选）（23-24高三上·北京海淀·期末）某同学用如图所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。时刻闭合开关S，测得通过不同元件的电流随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图甲对应的元件为小灯泡 B．图乙对应的元件为定值电阻 C．图丙对应的元件为电感线圈 D．图丁对应的元件为电容器 题型5 对含电容器的自感现象的分析 【例5】（23-24高二上·湖北·期末）如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，是电容很大的电容器。当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是（　　） A．闭合时，A不会立即亮，然后逐渐熄灭 B．闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C．闭合足够长时间后，B发光而A不发光 D．闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭 【变式5-1】（24-25高三上·江苏·月考）如图所示电路中， A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法中正确的是（　　） A．接通开关S，A立即变亮，最后A比B亮 B．接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮 C．断开开关S，A、B都立刻熄灭 D．断开开关S，A、B都逐渐熄灭 【变式5-2】（22-23高二上·河北邯郸·期末）两个相同的小灯泡L1、L2和自感线圈L、电容器C、开关S、直流电源连接成如图所示的电路。已知自感线圈L的自感系数较大且直流电阻为零，电容器C的电容较大，下列判断正确的是（　　） A．开关S闭合稳定后，灯泡一直亮着 B．通过自感线圈L的电流越大，线圈的自感电动势越大 C．去掉电容器C，开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1和L2灯泡均逐渐熄灭 D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1灯泡突然亮一下，然后熄灭，L2灯泡逐渐熄灭 【变式5-3】（22-23高二下·四川绵阳·期中）如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S时，A灯立即发光、B灯不亮 B．闭合开关S足够长时间后，A灯熄灭、B灯比闭合瞬间更亮 C．闭合开关S足够长时间后，A、B两灯达到相同的亮度 D．闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 题型6 对含有二极管的自感现象的分析 【例6】（23-24高二下·云南昆明·期中）在如图所示的电路中，L是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮 B．闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是立即亮 C．断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭 D．断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭 【变式6-1】（23-24高二下·重庆北碚·月考）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是两个相同的灯泡，A灯泡串接一个理想二极管D，则下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，A灯立即变亮 B．开关S闭合稳定后，A、B灯均发光 C．开关S断开瞬间，a点电势高于b点电势 D．开关S断开后，电感线圈L中的磁场能逐渐减少 【变式6-2】（23-24高二下·山东日照·期中）在如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是理想电感线圈，D是理想二极管，R为保护电阻。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关，A立即亮，随后逐渐熄灭 B．闭合开关，B立即亮，随后更亮 C．断开开关瞬间，b点电势高于a点电势 D．断开开关瞬间，A、B都闪亮一下后再熄灭 【变式6-3】（多选）（23-24高二下·四川成都·月考）如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，L1和L2都立刻变亮 B．闭合开关S稳定后，L1和L2一样亮 C．断开S的瞬间，a点的电势比b点高 D．断开S的瞬间，L1先变亮后逐渐熄灭，L2会立即熄灭 【变式6-4】（多选）（23-24高二下·四川广元·期中）如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（    ） A．闭合S之后，A灯慢慢变亮 B．闭合S之后，B灯一直不亮 C．断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D．断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.4 互感和自感 知识点1 互感现象 1、互感和互感电动势 两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。 【注】互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。互感现象说明能量可以由一个电路传递到另一个电路。 2、应用和危害 （1）应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如图所示的变压器就是利用互感现象制成的。 （2）危害：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。 知识点2 自感现象 1、自感和自感电动势 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2、两种自感类型 （1）通电自感实验及现象 如图甲所示，闭合开关的瞬间，电流从无到有，线圈L中产生感应电动势。根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡 A1较慢地亮起来。 （2）断电自感实验及现象 如图乙所示，线圈L的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光，开关断开瞬间，通过线圈L的磁通量减少，故线圈L中产生了感应电动势，产生的感应电流通过灯泡，所以灯泡会过一段时间才熄灭。由于开关闭合时通过线圈的电流大于灯泡中的电流，所以断开开关后灯泡会“闪亮一下”。 知识点3 自感系数 1、自感电动势 （1）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。 （2）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。 （3）大小：。其中，L时自感系数。 （4）自感电动势的特点： ①自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止。 ②当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”的作用；当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”的作用。 2、自感系数 （1）定义：L是反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，叫作自感系数，简称自感或电感。 （2）影响因素：自感系数与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。 线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈加有铁芯时比无铁芯时的自感系数大得多。 （3）单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨、微亨。 （4）意义：自感系数越大，说明线圈产生自感电动势的本领越大。 通电自感和断电自感的分析方法 1、自感现象的“三种状态”“一个特点” （1）三种状态 ①通电瞬间可把电感线圈看成断路； ②断电瞬间电感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变（必须有闭合回路）； ③电流稳定时，电感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线。 （2）一个特点：在发生自感现象时，电流不发生“突变”。 2、自感现象问题的分析思路 ①明确电路结构：弄清线圈L与其他用电器的串、并联关系。 ②明确电流方向：弄清电路中原电流的方向，再根据题意判断自感电流的方向及大小的变化。 ③明确线圈中的电流不能发生突变：通电过程中，线圈中的电流是逐渐增大的；断电过程中，线圈中的电流是逐渐减小的，且断电过程中线圈可等效为“电源”，与其他用电器组成闭合回路。 题型1 互感现象的分析与应用 【例1】（23-24高二下·浙江舟山·期末）智能手表通常采用无线充电方式。如图所示，充电基座与电源相连，将智能手表压在基座上，无需导线连接，手表便可以充电。已知充电基座与手表都内置了线圈，则（    ） A．无线充电的原理是互感 B．充电时因无导线连接，所以传输能量没有损失 C．若用塑料薄膜将充电基座包裹起来，则不能给手表充电 D．充电时，基座线圈的磁场对手表线圈中的电子施加力的作用，驱使电子运动 【答案】A 【解析】A．无线充电的原理是基座内的线圈电流变化，产生变化的磁场，导致手表内部线圈中的磁通量发生改变，线圈产生感应电流，原理是互感，故A正确； B．充电时存在漏磁效应，所以传输能量时有损失，故B错误； C．手机充电利用的是互感原理，因此用塑料薄膜将充电基座包裹起来，仍能为手表充电，故C错误； D．根据上述解释，基座线圈的磁场变化产生感应电场，驱动放置在感应电场中的手表中的线圈内部的电子做定向运动，形成电流， 故D错误。 故选A。 【变式1-1】（23-24高二下·山东菏泽·期中）如图，是一种延时继电器的示意图，铁芯上有线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成闭合电路。在断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列说中正确的是（　　） A．断开开关S时，线圈B中产生逆时针的电流（俯视） B．若仅去掉线圈B中的铁芯，继电器的延时效果不受影响 C．若仅改变线圈B的材料，继电器的延时效果不受影响 D．若线圈B两端未连接，断开开关S时，衔铁D立刻被拉起 【答案】D 【解析】延时电磁继电器的工作原理是断开开关S的时候，线圈A中的电流变为0，产生的磁场也为0，则穿过线圈B的磁通量发生变化，如果B是闭合线圈则有感应电流，产生感应磁场，起到延时释放D的效果。 A．开关闭合且电路稳定时，根据安培定则可知A线圈产生的磁场方向向下，当断开开关S时，根据楞次定律可知线圈B中的磁场向下减小，则线圈B中会产生顺时针方向的感应电流（俯视）。故A错误； BC．继电器的延时效果受到B中感应电流感生的感应磁场的大小的影响，若仅仅去掉线圈B中的铁芯会减弱感应磁场的大小，从而延时效果减弱。若仅改变线圈B中的材料，则根据电阻定律可知会改变线圈B的电阻，从而影响B线圈中的电流和感应磁场，使延时效果受到影响，若改为绝缘的则没有感应电流更会影响效果。故BC错误； D．根据分析可知若B不是闭合线圈，则不会产生感应电流，从而不会产生感应磁场，起不到延时释放D的作用，则衔铁D会被立刻拉起。故D正确。 故选D。 【变式1-2】（2024·江苏南通·二模）下列两个靠近的线圈之间最不容易产生互感现象的是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【解析】ABD．如图所示两个靠近的线圈在另一个线圈中的磁通量均不为零，容易产生互感现象。故ABD正确，与题意不符； C．如图所示垂直放置的两个线圈在另一个线圈中的磁通量为零，当第一个线圈中的电流变化时，第二个线圈的磁通量始终为0。故C错误，与题意相符。 本题选错误的故选C。 【变式1-3】（多选）（2024·山西阳泉·三模）“钳形电流测量表”工作原理如图所示，铁芯绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，按下扳手，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A．该测量仪工作时需要将电流表A与通电导线相连 B．该测量仪工作原理是互感 C．若导线中通过的是恒定直流电，电流表中通过的电流是 D．正确使用时电流表的示数随通电导线中电流的增加而增加 【答案】BD 【解析】A．原线圈与电流表相连，通电导线与副线圈相连，故A错误； B．该测量仪工作原理是利用互感现象，故B正确； C．若导线中通过的是10A直流电，变压器不工作，电流表无示数，故C错误； D．根据公式 而、不变，故增大，则电流表示数增大，故D正确。 故选BD。 【变式1-4】（多选）（2024·广东汕头·二模）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 【答案】AC 【解析】ACD．若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理，故AC正确，D错误； B．图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。 故选AC。 题型2 对通断电自感的分析 【例2】（23-24高二下·重庆·期中）如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈。若最初是接通的，是断开的，那么下列描述中正确的是（    ） A．刚接通，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮 B．刚接通时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮 C．接通到电路稳定，B灯由亮变暗最后熄灭 D．接通，电路稳定后再断开时，A、B灯均立即熄灭 【答案】C 【解析】ABC．刚接通时，由于电感线圈L会发生通电自感现象，使通过线圈的电流由零逐渐增大，所以灯泡A、B会同时变亮；从接通到电路稳定，由于线圈的电阻不计，B灯相当于与一段导线并联，则B灯被短路，B灯由亮变暗最后熄灭，电源只给A灯供电，A灯将变得更亮，故AB错误，C正确； D．接通，电路稳定后再断开时，A灯与电路断开将立即熄灭，而B灯与电感线圈构成闭合电路，由于线圈的自感现象，B灯会先亮一下，然后熄灭，故D错误。 故选C。 【变式2-1】（23-24高二下·广东惠州·期中）同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是（　　） A．闭合开关S后，始终比亮 B．闭合开关S后，先亮，后亮，最后一样亮 C．断开开关S后，、立即熄灭 D．断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 【答案】B 【解析】AB．闭合开关S后，A2灯立即正常发光，A1灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来，最后一样亮，故A错误，B正确； CD．断开开关S时，线圈中产生自感电流，阻碍原电流的减小，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，、都过一会儿才熄灭，故CD错误。 故选B。 【变式2-2】（多选）（24-25高二上·广西柳州·月考）如图所示，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮 B．闭合开关S瞬间，B灯比A灯先亮，最后一样亮 C．断开开关S瞬间，B灯闪亮一下再熄灭 D．断开开关S瞬间，流过B灯的电流方向向左 【答案】BD 【解析】AB．闭合开关S瞬间，B灯瞬间变亮，而A灯由于与线圈串联，逐渐变亮，达到稳定后，两灯一样亮，故A错误，B正确； CD．断开开关瞬间，A、B灯逐渐熄灭，流过B灯的电流方向与原来电流方向相反，即流过B灯的电流方向向左，故C错误，D正确。 故选BD。 【变式2-3】（多选）（23-24高三下·海南·期中）小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮 B．断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯后熄灭 C．闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同 D．断开开关的瞬间，m点的电势低于n点的电势 【答案】CD 【解析】A．开关闭合的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，甲灯先亮，乙灯后亮，故A错误； B．断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，甲、乙两灯串联在一起构成闭合回路，两灯同时逐渐熄灭，故B错误； C．闭合开关，当电路稳定后，自感作用消失，又由于稳定时线圈的电阻与电路中的定值电阻R的阻值相同，故通过甲、乙两灯的电流相等，两灯亮度相同，故C正确； D．断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，线圈的右端相当于电源的正极，与甲、乙两灯泡和定值电阻构成回路，因此n点的电势高于m点的电势，故D正确。 故选CD。 【变式2-4】（23-24高二下·福建泉州·期末）如图所示，a、b灯分别标有“3.6V，2.5W”和“3.6V，4.0W”，闭合开关，调节R，能使a、b都正常发光。断开开关后重做实验，则（　　）   A．闭合开关，a将慢慢亮起来，b立即达到最亮 B．闭合开关，a、b立即达到最亮 C．断开开关，a逐渐熄灭，b灯闪亮一下再熄灭 D．断开开关，a、b都逐渐熄灭 【答案】AD 【解析】AB．闭合瞬间，L相当于断路，b立刻变亮，a逐渐变亮，故A正确，B错误； CD．闭合开关稳定时，a的亮度比b的小；根据知通过a的电流小；电键断开，L相当于电源与两个灯泡串联，逐渐熄灭，由于稳定后a灯的电流小于b灯，所以电键断开瞬间b灯的电流比稳定时的电流小，b灯不会再闪亮一下，故C错误，D正确。 故选AD。 【变式2-5】（2024·北京东城·二模）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B．开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C．开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 【答案】C 【解析】A．由于电源内阻忽略，可知L1支路的电压不变，则移动滑动变阻器滑片的过程中，L1亮度不变，选项A错误； B．因稳定时两灯泡亮度相同，则开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流相等，选项B错误； C．开关S由闭合变为断开，L2中原来的电流立即消失，因线圈所在支路产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当于电源，会在L1、L2和R中形成新的回路，则L2中的电流会立即反向，选项C正确； D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，则稳定时通过线圈支路的电流必须大于通过下方L2支路的电流，则滑动变阻器的阻值应大于线圈电阻R0，选项D错误。 故选C。 【变式2-6】（23-24高二下·广东珠海·期中）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个规格相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（    ） A．图1中，闭合，逐渐变亮 B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C．图2中，断开瞬间，通过中的电流与断开前相反 D．图2中，变阻器R的阻值大于的阻值 【答案】C 【解析】A．图1中，闭合，立刻变亮，选项A错误； B．图1中，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合，电路稳定后，中电流小于中电流，选项B错误； C．图2中，断开瞬间，原来通过的电流立刻消失，而由于线圈L2产生自感电动势阻碍电流的减小，则L2相当于电源，在与以及R中形成新的回路，则通过中的电流与断开前相反，选项C正确； D．图2中，因为最终与的亮度相同，可知变阻器R的阻值等于的阻值，选项D错误。 故选C。 题型3 自感现象的应用与防止 【例3】（22-23高二下·重庆北碚·月考）制作精密电阻时，为了消除在使用中由于电流的变化引起的自感现象，用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法，其道理是（　　） A．电路电流变化时，两根线中产生的自感电动势相互抵消 B．电路电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消 C．电路电流变化时，两根线圈中的磁通量相互抵消 D．以上说法都不正确 【答案】C 【解析】电路电流变化时，双线绕法会使电流有相反的方向，从而产生大小相同方向相反的原磁场，则两根线圈中的磁通量相互抵消，消除使用中由于电流的变化引起的自感现象。 故选C。 【变式3-1】（23-24高二上·浙江金华·期末）如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A．电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时 B．有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器 C．发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化 D．发生电击时，通过多用电表的电流很大 【答案】C 【解析】A．电击发生在多用电表红黑表笔的金属杆脱离线圈裸露两端的时刻，故A错误； B．有电击感的是手握线圈裸露两端的刘伟，因为线圈中产生了感应电流，故B错误； C．发生电击前，刘伟和线圈是并联关系；断开瞬间，线圈中的电流急剧减小，产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，但线圈和刘伟构成了一个闭合的电路，线圈相当于电源，所以流过刘伟的电流方向发生了变化，故C正确； D．发生电击时，通过线圈的电流很大；由于已经断开了连接，所以通过多用电表的电流为零，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（22-23高二下·四川成都·期中）在学习自感的课堂上，老师引入了一个有趣的小实验：四位同学手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示的方式连接，实验过程中人会有触电的感觉，已知人体的电阻比线圈的电阻大。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关后，流过线圈的电流会逐渐变大直至不变 B．当电路稳定时，流过人体的电流小于流过线圈的电流 C．断开开关的瞬间，流过人体的电流方向由A到B D．断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大 【答案】C 【解析】A．闭合开关后，线圈的电流会从零开始逐渐变大直至电路稳定而保持不变，故A正确； B．因为人体的电阻大于线圈的电阻，根据并联电路的知识可知，流过人体的电流小于流过线圈的电流，故B正确； C．断开开关的瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈原有电流变小，因此产生的感应电流与原电流方向相同，自左向右，断开开关时线圈与人体组成新的闭合回路，因此流过人体的电流方向由B到A，故C错误； D．断开开关后，流过线圈的电流会从稳定时流过线圈的电流值开始减小，从而导致断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大，故D正确。 本题选择错误选项；故选C。 题型4 自感现象的图像问题 【例4】（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。t=0时闭合开关S，一段时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间t变化的图像可能为（　　） A．  B．  C．  D．   【答案】D 【解析】闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；断开开关S瞬间，由于自感现象，电感线圈阻碍电流减小，通过线圈L的电流此时从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小。 故选D。 【变式4-1】（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，、为完全相同的电流传感器（内阻不计）。闭合开关K，得到如图乙所示的图像，电源电动势为E，内阻r，则（　　） A． B． C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 【答案】A 【解析】AB．由图乙可知，当t=t0时，自感线圈中电流为零，流过灯泡支路的电流为I1，根据闭合回路欧姆定律有 当t=t1时，电路稳定，两支路电流相等为，根据闭合回路欧姆定律有 联立，解得 ， 故A正确；B错误； C．由图乙可知，电路稳定后，两支路电流相等，则断开开关时，小灯泡不会闪亮，而是逐渐熄灭。故C错误； D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，但由于电流变化，自感电动势不为零。故D错误。 故选A。 【变式4-2】（2024·广西柳州·模拟预测）如图是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（　　） A．甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 B．乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 C．丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 D．丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 【答案】C 【解析】AB．设电源电动势为（忽略内阻），则开关S由断开变为闭合，通过传感器1瞬间会有电流通过，由于电感线圈的自感作用，电流为0，通过传感器1的电流为 自感线圈中的电流逐渐从0开始增大，则最终状态L的直流电阻值也为R。通过传感器1的电流将会逐渐增大为 故AB错误； CD．开关S处于闭合状态并达到稳定时，电感线圈和传感器2的电流方向均是自左向右，大小相等。开关S由闭合变为断开，电感线圈充当电源且电流大小不突变，则通过传感器2的电流瞬间变为自右向左的，并逐渐减为0。故C正确，D错误。 故选C。 【变式4-3】（多选）（23-24高二下·湖北·期中）如图甲，某实验小组用电压传感器研究电感线圈特性，图甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u随时间t变化的u-t图像如图乙所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大且不计直流电阻，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，L2、L3同时点亮 B．开关S闭合瞬间，流经灯L1和L2的电流大小相等 C．开关S断开瞬间，灯L1立即熄灭，L2闪亮一下再熄灭 D．图乙中电压U1与U2的比值为3∶4 【答案】BD 【解析】A．开关闭合瞬间，由于L3与线圈串联，线圈阻碍电流增大，则L3逐渐变亮。A错误； B．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯L3没有电流通过，灯L1和L2串联，流经灯L1和L2的电流相等。B正确； C．电路稳定时L2和L3电流相等，则开关断开的瞬间，自感电流不会使L2闪亮，直接逐渐熄灭。C错误； D．开关闭合瞬间，L1和L2串联，电压传感器测量L2两端电压，则 稳定后，通过L3的电流为 开关断开瞬间，自感电流与原电流等大，则 得 D正确。 故选BD。 【变式4-4】（多选）（23-24高二下·福建泉州·期中）某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验演示的是通电自感现象 B．线圈的直流电阻小于灯泡的电阻 C．断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D．乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据 【答案】BC 【解析】A．由图像乙得，从计时开始两条支路都存在电流，分别是和，断开K后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，电流逐渐减小为零；因此本实验是：开关断开，电路中产生了感应电流，演示断电自感现象，故A错误； BCD．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，乙图中的曲线a表示电流传感器A2测得的数据，由 说明电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭。故BC正确，D错误。 故选BC。 【变式4-5】（多选）（23-24高二上·浙江台州·期末）某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像．电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻．下列说法正确的是（    ） A．开关S闭合后，灯逐渐变亮 B．开关S闭合后，流经灯的电流大小不变 C．开关S断开后，灯均马上熄灭 D．根据题中信息，可以推算出图乙中 【答案】AD 【解析】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯D1和D3的电流相等。故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流也是逐渐增加，故A正确，B错误； C．开关S断开瞬间，灯所在回路为断路，故灯马上熄灭。而灯D2和D3和电感线圈形成闭合回路，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，电感线圈继续为灯D2和D3提供电流，所以D2和D3逐渐熄灭。故C错误； D．开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律可得 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流，故其两端电压为 故 故D正确。 故选AD。 【变式4-6】（多选）（23-24高三上·北京海淀·期末）某同学用如图所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。时刻闭合开关S，测得通过不同元件的电流随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图甲对应的元件为小灯泡 B．图乙对应的元件为定值电阻 C．图丙对应的元件为电感线圈 D．图丁对应的元件为电容器 【答案】CD 【解析】闭合开关后，通过定值电阻的电流不变，应该对应图甲。由于小灯泡的电阻率会随温度的升高而升高，所以通过小灯泡的电流会逐渐减少，但不会为0，应该对应图乙。电阻线圈由于自感，所以闭合开关瞬间电流为0，然后慢慢增大，对应图丙。电容器在闭合开关瞬间处于充电状态，然后慢慢减少，充电结束，电流为0，对应图丁。故AB错误，CD正确。 故选CD。 题型5 对含电容器的自感现象的分析 【例5】（23-24高二上·湖北·期末）如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，是电容很大的电容器。当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是（　　） A．闭合时，A不会立即亮，然后逐渐熄灭 B．闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C．闭合足够长时间后，B发光而A不发光 D．闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭 【答案】C 【解析】AB．S刚闭合后，电容器要充电，并且充电电流越来越小，的自感系数很大，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被短路，所以A会熄灭。而对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增大，则B逐渐变亮，故AB错误； C．S闭合足够长时间后，线圈没有阻碍，将A短路，电容器充电结束，因此B正常发光，故C正确； D．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，而线圈对A放电，导致A灯突然亮一下，然后熄灭，故D错误。 故选C。 【变式5-1】（24-25高三上·江苏·月考）如图所示电路中， A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法中正确的是（　　） A．接通开关S，A立即变亮，最后A比B亮 B．接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮 C．断开开关S，A、B都立刻熄灭 D．断开开关S，A、B都逐渐熄灭 【答案】B 【解析】AB．接通开关S，电容器C要通过A充电，因此A立刻亮，由于充电电流越来越小，当充电完毕后，相当于断路，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，当闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，因此A、B一样亮，故A错误，B正确； CD．当S闭合足够长时间后再断开，A立刻熄灭，而L产生自感电动势，且电容器也要对B放电，故B要逐渐熄灭，故CD错误。 故选B。 【变式5-2】（22-23高二上·河北邯郸·期末）两个相同的小灯泡L1、L2和自感线圈L、电容器C、开关S、直流电源连接成如图所示的电路。已知自感线圈L的自感系数较大且直流电阻为零，电容器C的电容较大，下列判断正确的是（　　） A．开关S闭合稳定后，灯泡一直亮着 B．通过自感线圈L的电流越大，线圈的自感电动势越大 C．去掉电容器C，开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1和L2灯泡均逐渐熄灭 D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1灯泡突然亮一下，然后熄灭，L2灯泡逐渐熄灭 【答案】D 【解析】A．开关S闭合稳定后，L1灯泡被短路，所以最后熄灭，A错误； B．通过自感线圈L的电流越大，电流变化率越小，线圈的自感电动势越小，B错误； C．去掉电容器，开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1灯泡闪亮一下逐渐熄灭，L2灯泡立即熄灭，C错误。 D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，由于线圈的自感现象，线圈与L1灯泡构成回路，所以L1灯泡闪亮一下，然后熄灭，L2灯泡由于电容器放电，逐渐熄灭，D正确。 故选D。 【变式5-3】（22-23高二下·四川绵阳·期中）如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S时，A灯立即发光、B灯不亮 B．闭合开关S足够长时间后，A灯熄灭、B灯比闭合瞬间更亮 C．闭合开关S足够长时间后，A、B两灯达到相同的亮度 D．闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 【答案】B 【解析】ABC．闭合开关S时，由于线圈自感系数很大，对电流阻碍作用很强，相当于断路，A、B两灯瞬间都亮，之后因线圈的直流电阻为零，电路稳定后，A灯被短路熄灭，B灯变得更亮，故AC错误，B正确； D．闭合足够长时间后再断开开关，电容器与B灯形成回路，电容器要放电，放电电流逐渐减小直至零，但流过B灯的电流方向并没有反向，故D错误。 故选B。 题型6 对含有二极管的自感现象的分析 【例6】（23-24高二下·云南昆明·期中）在如图所示的电路中，L是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮 B．闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是立即亮 C．断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭 D．断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭 【答案】A 【解析】AB．开关S闭合的瞬间，由于二极管不导通，则A灯不亮；而B灯由于电感的作用，使得通过线圈的电流逐渐变大，可知流过B的电流增大，所以B灯逐渐变亮．故A正确，B错误； CD．断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故CD错误。 故选A。 【变式6-1】（23-24高二下·重庆北碚·月考）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是两个相同的灯泡，A灯泡串接一个理想二极管D，则下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，A灯立即变亮 B．开关S闭合稳定后，A、B灯均发光 C．开关S断开瞬间，a点电势高于b点电势 D．开关S断开后，电感线圈L中的磁场能逐渐减少 【答案】D 【解析】AB．开关S闭合瞬间，二极管不导通，则此时A灯不亮，稳定后，电感线圈相当于导线，所以B灯亮，A灯不亮，故AB错误； CD．开关S断开瞬间，B灯立即熄灭，电感线圈中电流减小，磁场能逐渐减少，则产生自感电动势，由楞次定律可知，b端相当于电源正极，此时二极管正向导通，电感线圈与二极管，A灯组成回路，a点电势低于b点电势，故C错误，D正确。 故选D。 【变式6-2】（23-24高二下·山东日照·期中）在如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是理想电感线圈，D是理想二极管，R为保护电阻。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关，A立即亮，随后逐渐熄灭 B．闭合开关，B立即亮，随后更亮 C．断开开关瞬间，b点电势高于a点电势 D．断开开关瞬间，A、B都闪亮一下后再熄灭 【答案】D 【解析】AB．闭合开关时，由于线圈的阻碍作用，所以AB立即亮，但之后流过线圈的电流逐渐增大，将A短路，A逐渐熄灭，使得回路中总电阻减小，B更亮，故AB正确； CD．断开开关瞬间，线圈和A构成闭合回路，流过A的电流方向向左，所以b点电势高于a点电势，B和二极管被短路，所以B立即熄灭，A闪亮后逐渐熄灭，故C正确，D错误。 本题选错误的，故选D。 【变式6-3】（多选）（23-24高二下·四川成都·月考）如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，L1和L2都立刻变亮 B．闭合开关S稳定后，L1和L2一样亮 C．断开S的瞬间，a点的电势比b点高 D．断开S的瞬间，L1先变亮后逐渐熄灭，L2会立即熄灭 【答案】AC 【解析】A．闭合开关S的瞬间，线圈自感只是阻碍流过L的电流增大，则两灯立刻亮。故A正确； B．闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将更亮，故B错误； CD．断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应阻碍电流减小的电动势，可知a端的电势高于b端，此时的二极管反接，所以回路中没有电流。故C正确；D错误。 故选AC。 【变式6-4】（多选）（23-24高二下·四川广元·期中）如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（    ） A．闭合S之后，A灯慢慢变亮 B．闭合S之后，B灯一直不亮 C．断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D．断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 【答案】BC 【解析】A．闭合S瞬间，A灯支路的二极管正向导通，A灯立即亮，之后线圈自感对电流变化的阻碍作用逐渐减弱，从线圈L流过的电流逐渐增大，A灯被短路后熄灭，故A错误； B．闭合S之后，B灯支路的二极管反向不能导通，B灯一直不亮，故B正确； CD．断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过二极管，故B灯闪一下再慢慢熄灭，而自感电流不能通过二极管，A灯不亮，故C正确，D错误。 故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$