2.4 互感和自感（练习）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第二册）

第4节 互感和自感 1．（多选）小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法错误的是（　　） A．实验中小张也有电击感 B．表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变 C．若未放置铁芯，小杨电击感减弱 D．小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大 2．若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小。现有横截面积为S的圆形线圈，则线圈的自感系数可表示为（　　） A． B． C． D． 3．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 4．如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（　　） A．产生电火花的主要原因是电池放电 B．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向 C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响 D．如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花 5．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是（　　）    A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越短，车速越慢 B．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流 C．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流 D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象 6．支持无线充电的电子设备内部都有一个线圈，而支持反向无线充电的手机内部线圈还接有一个交流/直流变换器，如图所示，当手机为其他无线充电设备充电时，手机内部的升压板先将额定电压为4.2V的锂电池升压至5V，再通过转换器逆变，当接收线圈与授电线圈正对放置时即可实现用手机反向无线充电。下列说法正确的是（　　）    A．无线充电技术主要利用了互感 B．反向充电时授电线圈和接收线圈之间没有作用力 C．无需交流/直流变换器也可以实现反向充电 D．反向充电时，交流/直流变换器将交流电转换为直流电 7．如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．充电基座线圈接的电源是恒定的直流电 B．充电基座线圈接的电源必须是交流电且，都闭合才能充电 C．两个线圈中电流的频率可能不同 D．两个线圈中电流大小一定相同 8．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 9．在如图所示电路中，三个灯泡完全相同，电感的直流电阻和灯泡电阻相等。闭合开关S，电路稳定后，将开关S断开，下列对于S断开后各元件说法中正确的是（　　）。 A．灯泡突然熄灭 B．灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 C．灯泡逐渐熄灭 D．灯泡逐渐熄灭 10．某同学为了观察断电自感现象，找来带铁芯线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连成如图电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡未能出现闪亮现象。你认为可能的原因是（    ） A．线圈的电阻偏大 B．小灯泡的电阻偏大 C．电源的电动势偏小 D．线圈的自感系数偏大 11．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，会采用如图所示的双线绕法，其原理是（　　） A．电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消 B．电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消 C．电路中电流变化时，两股导线中的电流产生的磁场互相抵消 D．电路中电流变化时，电流的改变量互相抵消 12．如图所示为用漆包线绕制的线圈，其中AOB为线圈的中心轴线，O点为线圈的中心，且。当线圈中通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若通入恒定直流电，A、B两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 B．若通入恒定直流电，O点处的磁感应强度小于A点处的磁感应强度 C．若通入交流电，不同匝的线圈之间可能会互相排斥 D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，O点处的磁感应强度增大 13．相同的电灯，和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S，待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。时刻前后通过电灯的电流-时间图像如图乙所示，用和分别表示开关S断开瞬间前后通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．电感线圈的直流电阻可忽略不计 B．断开开关S后，电灯，电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否有铁芯无关 14．某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E等，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作．他可能观察到的现象是（　　） A．闭合S瞬间，A不亮，B逐渐变亮 B．闭合S瞬间，A、B同时亮 C．闭合S待电路稳定后，A、B亮度一样 D．断开S瞬间，B闪亮后逐渐熄灭 15．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。下列说法中正确的是（　　） A．漏电保护装置利用的原理是互感现象 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 16．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灯立即发光，A灯逐渐亮起来 C．电路稳定后，断开开关S瞬间，B灯闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后，断开开关S瞬间，流过B灯的电流方向向右 17．如图所示，线圈自感系数L足够大，直流电阻不计，L1和L2是两个相同的灯泡，L1和线圈串联，D为理想二极管，开关K闭合电路稳定后，灯泡L1和L2都能正常发光。下列说法正确的是（   ） A．开关K闭合瞬间，灯泡L1和L2都立刻变亮 B．开关K断开后，灯泡L1和L2均逐渐熄灭 C．开关K断开瞬间，b点电势低于a点电势 D．开关K断开后，灯泡L1逐渐熄灭，灯泡L2立即熄灭 18．目前，我国正在大力推行系统，是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈、，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路、端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻的、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．汽车接近线圈时，、两端电压升高 B．汽车离开线圈时，、两端电压升高 C．汽车接近线圈时，、两端电压升高 D．汽车离开线圈时，、两端电压降低 19．若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 20．（多选）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（    ） A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变 C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递 D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失 21．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 22．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，A1与L1的电阻值相同 B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 互感和自感 1．（多选）小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法错误的是（　　） A．实验中小张也有电击感 B．表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变 C．若未放置铁芯，小杨电击感减弱 D．小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大 【答案】ABD 【详解】AD．当回路断开时，电流要立即减小到零，与多用电表欧姆挡的内部电池相连的变压器线圈由于自感现象会产生较大的自感电动势，小杨两手分别握住线圈裸露的两端，瞬间有高电压，所以有电击感。而小张握住了绝缘部分，与线圈不构成回路，没有电流通过，不会有电击感，故AD错误，符合题意； B．表笔与线圈脱离后，线圈发生自感，要保持的原来的电流方向，相当于电源，而小杨相当于外电路，外电路电流方向改变，故B错误，符合题意； C．若未放置铁芯，磁性减弱，自感产生感应电动势减小，所以小杨电击感减弱，故C正确，不符合题意。 故选ABD。 2．若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小。现有横截面积为S的圆形线圈，则线圈的自感系数可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】线圈中电流的变化，将在线圈内产生自感电动势，自感电动势的大小则有 式中L代表线圈的自感系数，则有 该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意 B=kI 则 L=kS 故选B。 3．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 【详解】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。 4．如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（　　） A．产生电火花的主要原因是电池放电 B．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向 C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响 D．如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花 【答案】D 【详解】AD．手持导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势，与导线运动的方向无关，所以导线端只向一个方向划动，也能产生电火花，故A错误，D正确； B．自感电动势的方向与通断电时磁通量变化有关，与导线端划动的方向无关，故B错误； C．产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，故C错误。 故选D。 5．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是（　　）    A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越短，车速越慢 B．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流 C．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流 D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象 【答案】C 【详解】A．汽车经过线圈上方时产生脉冲电流信号，车速越小，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越长，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越大，故A错误； BC．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以线圈中会产生感应电流，故B错误，C正确； D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的，则不属于自感现象，故D错误。 故选C。 6．支持无线充电的电子设备内部都有一个线圈，而支持反向无线充电的手机内部线圈还接有一个交流/直流变换器，如图所示，当手机为其他无线充电设备充电时，手机内部的升压板先将额定电压为4.2V的锂电池升压至5V，再通过转换器逆变，当接收线圈与授电线圈正对放置时即可实现用手机反向无线充电。下列说法正确的是（　　）    A．无线充电技术主要利用了互感 B．反向充电时授电线圈和接收线圈之间没有作用力 C．无需交流/直流变换器也可以实现反向充电 D．反向充电时，交流/直流变换器将交流电转换为直流电 【答案】A 【详解】A．无线充电技术主要利用了互感，选项A正确； B．反向充电时授电线圈和接收线圈中的电流有时同向，有时反向，则它们之间既有引力也有斥力，选项B错误； C．产生互感需要变化的电流产生变化的磁场，所以必须用交流/直流变换器，故C错误； D．反向充电时，交流/直流变换器将直流电转换为交流电，故D错误。 故选A。 7．如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．充电基座线圈接的电源是恒定的直流电 B．充电基座线圈接的电源必须是交流电且，都闭合才能充电 C．两个线圈中电流的频率可能不同 D．两个线圈中电流大小一定相同 【答案】B 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，充电基座线圈接的电源必须是交流电且、，都闭合后构成闭合回路才能充电，故A错误，B正确； CD．由于充电原理可近似看成理想变压器，两个线圈中电流的频率一定相同，电压和电流强度不一定相同，故CD错误。 故选B。 8．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 【详解】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。 9．在如图所示电路中，三个灯泡完全相同，电感的直流电阻和灯泡电阻相等。闭合开关S，电路稳定后，将开关S断开，下列对于S断开后各元件说法中正确的是（　　）。 A．灯泡突然熄灭 B．灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 C．灯泡逐渐熄灭 D．灯泡逐渐熄灭 【答案】C 【详解】三个灯泡完全相同，线圈直流电阻和灯泡电阻相等，可知闭合S稳定后，流过灯泡A1的电流比灯泡A2流过的电流大。某时刻将开关S断开，灯泡A3立即熄灭，而线圈的自感电动势阻碍电流减小，线圈相当于电源，与灯泡A1、灯泡A2重新形成回路，使得灯泡A1、灯泡A2都慢慢熄灭，但都不会闪亮。 故选C。 10．某同学为了观察断电自感现象，找来带铁芯线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连成如图电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡未能出现闪亮现象。你认为可能的原因是（    ） A．线圈的电阻偏大 B．小灯泡的电阻偏大 C．电源的电动势偏小 D．线圈的自感系数偏大 【答案】A 【详解】由电路图可知，灯泡与线圈并联后接入电路，断开开关瞬间，灯泡中原来的电流消失；根据楞次定律，线圈产生自感电动势，与灯泡组成闭合电路，所以流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，说明电路中的电流稳定时流过灯泡的电流较大，流过线圈的电流较小，根据欧姆定律 可知灯泡不发生闪亮的原因是由于线圈的电阻值大于灯泡的电阻值，电源的电动势偏小不能改变稳定时灯泡和线圈中的电流的大小关系；线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小关系。故A正确，BCD错误。 故选A。 11．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，会采用如图所示的双线绕法，其原理是（　　） A．电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消 B．电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消 C．电路中电流变化时，两股导线中的电流产生的磁场互相抵消 D．电路中电流变化时，电流的改变量互相抵消 【答案】C 【详解】采用双线绕法绕制时，两股导线绕向相同，通过的电流方向相反，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，所产生的磁场互相抵消，在线圈中不会发生电磁感应现象，从而消除了自感。 故选C。 12．如图所示为用漆包线绕制的线圈，其中AOB为线圈的中心轴线，O点为线圈的中心，且。当线圈中通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若通入恒定直流电，A、B两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 B．若通入恒定直流电，O点处的磁感应强度小于A点处的磁感应强度 C．若通入交流电，不同匝的线圈之间可能会互相排斥 D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，O点处的磁感应强度增大 【答案】D 【详解】AB．根据对称性，通入恒定直流电时，A点处磁感应强度与B点处相同，且A、B、O三点中O点处的磁感应强度最大， A错误，B错误； C．同向电流之间互相吸引，C错误； D．若通入交流电，当电流瞬时值增大时，自感电动势只能阻碍原电流变化，而不能阻止，故O点处的磁感应强度增大，D正确。 故选D。 13．相同的电灯，和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S，待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。时刻前后通过电灯的电流-时间图像如图乙所示，用和分别表示开关S断开瞬间前后通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．电感线圈的直流电阻可忽略不计 B．断开开关S后，电灯，电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否有铁芯无关 【答案】B 【详解】A．因为相同的电灯、，电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A错误； BC．稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯、构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯、电流大小始终相等，且流过灯的电流方向向右，故B正确，C错误； D．有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多，D错误。 故选B。 14．某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E等，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作．他可能观察到的现象是（　　） A．闭合S瞬间，A不亮，B逐渐变亮 B．闭合S瞬间，A、B同时亮 C．闭合S待电路稳定后，A、B亮度一样 D．断开S瞬间，B闪亮后逐渐熄灭 【答案】A 【详解】ABC．从实物图中我们可以看出两个小灯泡是间接并联关系，其中自感线圈和B灯泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，电路稳定后B亮度保持不变；而A灯泡和二极管相串联，二极管阻碍由S向A的电流通过，故A灯泡一直不亮，故A正确，BC错误； D．当断开开关的瞬间，电源电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，此时A、B串联构成回路，所以B灯泡是缓慢熄灭，A会先亮再逐渐熄灭，故D错误。 故选A。 15．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。下列说法中正确的是（　　） A．漏电保护装置利用的原理是互感现象 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】C 【详解】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而不是利用互感，故C正确，AD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C。 16．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灯立即发光，A灯逐渐亮起来 C．电路稳定后，断开开关S瞬间，B灯闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后，断开开关S瞬间，流过B灯的电流方向向右 【答案】B 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光。由于线圈的自感阻碍，A灯后发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐变亮，最后一样亮，故A错误，B正确； CD．流过灯泡完全相同，线圈的电阻可以忽略不计，所以电路中的电流稳定时流过支路的电流相等；断开开关S的瞬间，线圈与两灯一起构成一个自感回路，通过线圈的电流要减小，线圈产生自感电动势，相当电源，两灯逐渐同时逐渐熄灭，B灯不会闪亮一下，且此时流过B灯的电流方向向左，故CD错误。 故选B。 17．如图所示，线圈自感系数L足够大，直流电阻不计，L1和L2是两个相同的灯泡，L1和线圈串联，D为理想二极管，开关K闭合电路稳定后，灯泡L1和L2都能正常发光。下列说法正确的是（   ） A．开关K闭合瞬间，灯泡L1和L2都立刻变亮 B．开关K断开后，灯泡L1和L2均逐渐熄灭 C．开关K断开瞬间，b点电势低于a点电势 D．开关K断开后，灯泡L1逐渐熄灭，灯泡L2立即熄灭 【答案】D 【详解】A．开关K闭合瞬间，线圈产生自感，灯泡L2都立刻变亮，灯泡L1逐渐亮起来，故A错误； C．开关K断开瞬间，电感线圈中电流减小，则产生自感电动势，由楞次定律可知，b端相当于电源正极，则b点电势高于a点电势，故C错误； BD．开关K断开后，线圈产生自感，电流的方向由a到L到b，灯泡L1逐渐熄灭，灯泡L2被二极管短路立即熄灭，故B错误、D正确。 故选D。 18．目前，我国正在大力推行系统，是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈、，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路、端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻的、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．汽车接近线圈时，、两端电压升高 B．汽车离开线圈时，、两端电压升高 C．汽车接近线圈时，、两端电压升高 D．汽车离开线圈时，、两端电压降低 【答案】B 【详解】AC.汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相当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两端的电压减小，即 c、d 两端的电压将减小，故AC错误； BD.同理，汽车远离线圈时，相当于线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，c、d 两端得电压将增大。故 B正确，D错误。 故选B. 19．若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故 其中L代表线圈的自感系数，有 在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意 则 根据电阻定律有 联立解得 A，V 则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。 故选D。 20．（多选）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（    ） A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变 C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递 D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失 【答案】AC 【详解】AB．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A正确，B错误； C．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确； D．手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。 故选AC。 21．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 【答案】D 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过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。 故选D。 22．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，A1与L1的电阻值相同 B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】C 【详解】AB．断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，故AB错误； C．闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确； D．闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。 故选C。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $$