第2章 第4节 互感和自感(word练习)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测（人教版2019）

训练十一 互感和自感 [对应素能提升训练第30页] 1.（多选）关于自感现象,下列说法中正确的是 （　　） A.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数也较大 B.线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大 C.感应电流方向不一定和原电流方向相反 D.对于同一线圈,电流变化越快,线圈中的自感电动势越大 解析　自感系数是由线圈本身的特性决定的,与自感电动势的大小、电流变化快慢无关,A、B错误。根据楞次定律,当原电流增大时,感应电流与原电流方向相反；当原电流减小时,感应电流与原电流方向相同,C正确。根据法拉第电磁感应定律,电流变化越快,磁通量变化越快,自感系数不变,自感电动势越大,D正确。 答案　CD 2.关于电磁感应,下列说法中正确的是 （　　） A.由于自感电流总是阻碍原电流的变化,所以自感电动势的方向总与原电流的方向相反 B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流引起的磁通量变化越大,产生的感应电动势就越大 C.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越大 D.在自感现象中,电感线圈的自感系数与产生的自感电动势大小有关 解析　根据楞次定律,当原电流增大时,感应电动势与原电流方向相反；当原电流减小时,感应电动势与原电流方向相同,故A错误。在自感系数一定的条件下,根据法拉第电磁感应定律,则有：通过导体的电流的变化率越大,产生的自感电动势越大,与电流大小及电流变化的大小无关,故B错误,C正确。自感系数由线圈自身决定,与其他因素无关,故D错误。 答案　C 3.（多选）如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大,电阻可忽略的线圈。开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定状态为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是 （　　） A.I1开始较大而后逐渐变小 B.I1开始很小而后逐渐变大 C.I2开始很小而后逐渐变大 D.I2开始较大而后逐渐变小 解析　闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大。闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1两端的电压逐渐减小,电流逐渐减小。故A、C正确。 答案　AC 4.在学习自感知识的过程中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5 V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按下图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　） A.闭合开关瞬间，人有触电的感觉 B.闭合开关电路稳定后，流过人体的电流等于流过线圈的电流 C.断开开关瞬间，流过人体的电流方向为P→Q D.断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大 解析　闭合开关后，多匝线圈和同学们并联，且由于人体的电阻很大，所以通过人体的电流小于通过线圈的电流，因通过人体的电流很小，所以人不会有触电的感觉，故A、B错误；断开开关瞬间，线圈中产生感应电动势，感应电流方向与原电流方向一致，线圈与人体组成回路，所以流过人体的电流方向为Q→P，故C错误；断开开关瞬间，多匝线圈自感较大，产生自感电动势，人体电阻很大，电流变化很快，所以线圈两端的电压会突然增大，故D正确。 答案　D 5.（多选）如图所示的电路中,A、B为两个完全相同的灯泡,L是自感系数很大的线圈,其电阻与R相等,下列说法正确的是 （　　） A.在断开S2的情况下,若突然闭合S1时,A、B灯均逐渐亮起来 B.在断开S2的情况下,若突然闭合S1时,A灯立即发光,B灯逐渐亮起来 C.闭合S1、S2待电路稳定后,若突然断开S1,则A、B灯均不会立即熄灭 D.闭合S1、S2待电路稳定后,若突然断开S1,则A灯不会立即熄灭,而B灯立即熄灭 解析　在断开S2的情况下,若突然闭合S1时,由于线圈的自感现象,出现自感电动势阻碍电流的增大,则A灯立即亮,B灯逐渐亮,A错误,B正确；当同时闭合S1、S2,待电路稳定后突然将S1断开,B灯立即熄灭,因自感现象,L与A组成回路,A灯不会立即熄灭,而是逐渐熄灭,故C错误,D正确。 答案　BD 6.如图所示的电路中,S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A,流过灯泡的电流是1 A,现将S突然断开,S断开前后,能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图像是 （　　） 解析　开关S断开前,通过灯泡D的电流是稳定的,其值为1 A。开关S断开瞬间,自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势,使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小,方向不变,且同灯泡D构成回路,通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同,也应该是从2 A逐渐减小到零,但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反,故选D。 答案　D 7.在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中电流有变化时,对另一个线圈中电流的影响尽量小。下列两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是 （　　） 解析　D项中一个线圈产生的磁场通过另一个线圈时,磁感应强度的方向与另一个线圈平面几乎平行,所以穿过另一个线圈的磁通量为零,对另一个线圈影响很小。 答案　D 8.一节废旧电池开路电压大约为1 V，直接点亮一个需要1.6 V电压驱动的发光二极管是不可能的。一种叫“焦耳小偷”的电路，可以“榨干”一节旧电池的能量，其原理如图所示。如果反复快速接通和断开开关S，发光二极管就会闪烁起来。下列说法正确的是（　　） A.发光二极管的正极应接在C端 B.开关断开的瞬间，发光二极管会闪烁发光 C.开关接通的瞬间，发光二极管会闪烁发光 D.开关接通的瞬间，A端的电势低于B端的电势 解析　发光二极管的正极应接在B端，A错误；开关断开的瞬间，流过线圈的电流减小，线圈产生与电源电动势同向的自感电动势，与电源串联，给二极管提供更大的电压，二极管会闪烁，B正确；开关接通的瞬间，流过线圈的电流增大，线圈产生与电源电动势反向的自感电动势，二极管被短路，不会闪烁，A端的电势高于B端的电势，C、D错误。 答案　B 9.如图所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应 （　　） A.先断开开关S1 B.先断开开关S2 C.先拆去电流表 D.先拆去电阻R 解析　该电路实际上就是伏安法测电感线圈的直流电阻的电路,在实验完毕后,由于线圈的自感问题,若电路拆去的先后顺序不对,可能会烧坏电表。当S1、S2闭合,电路稳定时,线圈中的电流方向是a→b,电压表右端为“＋”,左端为“－”,指针正向偏转；若先断开S1或先拆去电流表或先拆去电阻R的瞬间,线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源,其a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,此时电压表两端被加了一个反向电压,指针反偏。由“自感系数较大的线圈”知其反向电压很大,会烧坏电压表。先断开S2,由于电压表内阻很大,电路中总电阻变化很小,电流几乎不变,不会损坏其他器件,故应先断开S2,B正确。 答案　B 10.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离Δd，拉力所做的功就等于间隙Δd中磁场的能量。为了近似测得条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁体吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁体拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B为（　　） A. B. C. D. 解析　由题意知，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为。条形磁体与铁片P之间的磁场具有的能量等于拉力F做的功，故有E＝F·ΔL；能量密度为磁场中单位体积所具有的能量，故有＝；联立可解得B＝，故D正确。 答案　D 11.如图所示,电源电动势为E,其内阻不可忽略,L1、L2是两个完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,电容器的电容为C,合上开关S,电路稳定后 （　　） A.电容器的带电荷量为CE B.灯泡L1、L2的亮度相同 C.在断开S的瞬间,通过灯泡L1的电流方向向右 D.在断开S的瞬间,灯泡L2立即熄灭 解析　合上开关S,电路稳定后,由于电源有内阻,电容器两端电压U＜E,则电容器所带电荷量Q＜CE,A错误；合上开关S,电路稳定后,L1被短路,L1灯不亮,L2灯发光,B错误；断开S瞬间,通过L1的电流方向向右,C正确；断开S瞬间,电容器放电,L2慢慢熄灭,D错误。 答案　C 12.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的直流电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像，正确的是（　　） 解析　开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看作电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，通过灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0。综上所述可知B正确。 答案　B 学科网（北京）股份有限公司 $$