2.4 互感和自感 导学案 -2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

粤教版（2019）选择性必修第二册导学案 2.4 互感和自感 1.了解互感现象及其应用． 2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象． 3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素。 1.物理观念：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，即由导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象。自感电动势是一个抽象的概念。 2.科学思维：经历问题→探究→建构→概念的思维过程。 3.科学探究：通过对实验现象的分析、猜想、验证，让学生自行归纳总结出自感和互感的概念。 4.科学态度与责任：了解自感现象产生的原因和理解自感电动势的作用，体会物理知识与科学技术的关系。 一．互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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． 2．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，如变压器就是利用互感现象制成的． 3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．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． 对互感的理解 1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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． 2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的． 3.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，这时要求设法减小电路间的互感 ． 例1如图甲所示为手机无线充电工作原理图，现将手机放置在无线充电装置上，送电线圈接入如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时，端电压最小 B．，送电线圈和受电线圈相互吸引 C．仅增大两线圈间的距离，端电压的频率变小 D．仅增大两线圈间的距离，端电压变小 【答案】D 【解析】A．时，送电线圈的电流变化率最大，受电线圈内磁通量变化率最大，端电压最大，故A错误； B．，送电线圈中的电流为零，磁感应强度为零，送电线圈和受电线圈间没有作用力，不会相互吸引，故B错误； C．增大送电和受电线圈的间距，不会改变cd端电压的频率，故仅增大两线圈间的距离，端电压的频率不变，故C错误； D．增大送电和受电线圈的间距，由于漏磁的现象，导致穿过两个线圈的磁通量不相等，在匝数和线圈直径不变的情况下，cd端与ab端电压之比变小，即端电压变小，故D正确。 故选D。 例2(多选)如图所示的是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则(　　) A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用 D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变化 【答案】BC 解析：线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失．当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误. 例3无线充电近几年的发展可谓迅猛，在各技术指标上实现突破，充电功率及效率越来越高，同时生态端也正在快速建立。图为某品牌的无线充电手机利用无线充电底座充电的原理图，关于无线充电，下列说法正确的是（　　） A．无线充电底座可以给所有手机无线充电 B．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是自感现象 C．当穿过接收线圈的磁通量增加时，接收线圈有收缩的趋势 D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率不同 【答案】C 【解析】A．被充电手机内部，有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，出现感应电动势，普通手机不能利用无线充电设备进行充电，故A错误； B．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是互感现象，故B错误； C．当穿过接收线圈的磁通量增加时，根据楞次定律可知，线圈收缩时能阻碍磁通量的改变，故C正确； D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D错误。 故选C。 二、自感现象 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． 三、自感系数 1．自感电动势：E＝L，其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H. 2．自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关． （1）．对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律． （2）．对自感电动势的理解 (1)产生原因 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势． (2)自感电动势的方向 当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)． (3)自感电动势的作用 阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用． （3）．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的． (3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图． 4.通电自感和断电自感： 电路 现象 自感电动势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡A1较慢地亮起来 阻碍电流的增加 断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗。有时灯泡A会闪亮一下，然后逐渐变暗 阻碍电流的减小 例1.如图所示，电键S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合电键S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势（　　） A．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I B．有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I C．有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零 D．有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变 【答案】B 【解析】由于开关的闭合，使得电流增加，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流的作用，但只是减缓电流的增大，由于电阻减半，所以最后电流慢慢增加到2倍。 故选B。 例2如图所示电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡L2的电流为I2，小灯泡L1、L2均处于正常发光状态。以下说法正确的是（　　）              A．S闭合瞬间，L2灯慢慢变亮，L1灯立即变亮 B．S闭合瞬间，L1灯慢慢变亮，L2灯立即变亮 C．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I2逐渐减为零 D．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零 【答案】D 【详解】AB．S闭合瞬间，L1灯以及L2灯都会立即变亮，只是L1灯电流会逐渐变大，最后变得更亮，选项AB错误； CD．S断开瞬间，L1中的电流会立刻变为零；而原来流经L2的电流也立刻变为零；由于自感线圈阻碍电流的减小，则流经L的电流会通过灯泡L2重新组成新的回路，使得流经小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零，选项C错误，D正确。故选D 例3. 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。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，与的电阻值相同 B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C．图2中，变阻器与的电阻值相同 D．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等 【答案】C 【详解】AB．断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合时，电路稳定后，通过的电流大于的电流，且与是并联关系，电压相等，所以的阻值比的阻值大，AB错误； C．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，说明两支路的电流相同，两支路的电阻相同，由于两灯泡电阻相同，所以变阻器与的电阻值相同，C正确； D．闭合瞬间，对电流有阻碍作用，所以中电流与变阻器中电流不相等，D错误。 故选C。 例4在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间t变化关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．与线圈串联，断开S瞬间，流过线圈的电流不变，电感线圈产生与流过它的电流同向的感应电动势，电动势慢慢变小，则电流慢慢变小，且变小得越来越慢，B错误A正确； CD．S断开的瞬间，流过的电流反向，之后电流逐渐减小，C错误D正确。 故选AD。 例5关于自感现象，下列说法正确的是（　　） A．感应电流一定和原来的电流方向相反 B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大 【答案】D 【解析】A．感应电流总是阻碍原电流的变化，当原电流减小时，感应电流方向与原电流方向相同，故A错误； B．对于同一线圈，当电流变化越大时，电流的变化率不一定越大，则线圈产生的自感电动势不一定越大，故B错误； C．对于同一线圈，线圈的自感系数只由线圈自身决定，与电流变化的快慢无关，故C错误； D．对于同一线圈，当电流变化越快时，通过线圈的磁通量变化率也越快，则线圈中的自感电动势也越大，故D正确。 故选D。 断电自感分析技巧 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加． (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小． (3)电流稳定时，若线圈有电阻就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻就相当于一根导线． 一、单选题 1．（2023·江苏南通·一模）如图甲所示是手机无线充电工作原理图，送电线圈接入如图乙所示交变电流，受电线圈未与手机连接，则（　　） A．当时，受电线圈中磁通量最大 B．当时，cd端电压最大 C．增大送电和受电线圈的间距，cd端电压频率改变 D．增大送电和受电线圈的间距，ab与cd端电压之比不变 【答案】B 【详解】A．当时，送电线圈的电流为0，则磁通量为0，受电线圈中磁通量0，A错误； B．当时，送电线圈的电流变化率最大，感应电动势最大，则cd端电压最大，B正确； C．增大送电和受电线圈的间距，不会改变cd端电压的频率，C错误； D．增大送电和受电线圈的间距，由于漏磁的现象，导致穿过两个线圈的磁通量不在相等，在匝数和线圈直径不变的情况下，ab与cd端电压之比发生变化，D错误。 故选B。 2．（2024·广西·一模）如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号，车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因类似于（　　） A．将铁芯放入通电线圈 B．增大通电线圈的面积 C．增加通电线圈的匝数 D．加大对通电线圈的压力 【答案】A 【详解】当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，利用的是互感现象，汽车上大部分是金属，汽车经过线圈时会引起汽车磁通量的变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电流，从而改变区域内通电线圈中的磁场；此过程类似将铁芯放入通电线圈，铁芯的磁通量也会变化，也会产生感应电流，从而改变通电线圈中的磁场。 故选A。 3．（23-24高二上·湖北·期末）如图所示，两个小灯泡A、B规格相同，A灯与滑动变阻器串联后接入电路，B灯与自感系数相当大的线圈L串联后接入电路。先调节滑片置于P点，再闭合开关，一段时间后，发现A灯和B灯一样亮。那么，下列说法正确的是（　　）    A．滑片置于P点时，滑动变阻器的阻值小于线圈的直流电阻 B．开关闭合瞬间，A、B灯缓慢变亮 C．断开开关瞬间，电流自左向右通过B灯 D．现将滑片右移，再断开开关，A、B灯均闪亮后再缓慢变暗 【答案】C 【详解】A．闭合开关一段时间后，A灯和B灯一样亮，所以此时滑动变阻器的阻值等于线圈的直流电阻，A错误； B．开关闭合瞬间，A灯立即变亮，B灯由于自感线圈的阻碍作用，流过的电流从零开始逐渐变大，故B灯逐渐变亮，B错误； C．开关闭合时，流过线圈电流是自左向右，断开开关，由于自感线圈的阻碍作用，电流不能马上减到零，电流方向仍自左向右，因此流过B灯的电流自左向右，C正确； D．滑片右移，滑动变阻器电阻变大，此时滑动变阻器的阻值大于线圈的直流电阻，流过A灯电流小于流过B灯电流，接着断开开关，线圈充当电源作用，流过A灯电流先变大再逐渐变小，流过B灯的电流缓慢变小，故A灯闪亮后再缓慢变暗，B灯缓慢变暗，D错误。 故选C。 4．（2024·江苏南通·三模）图甲、图乙是演示自感现象的实验电路，实验现象明显。下列说法中正确的是（　　） A．在图甲中，开关S闭合时两灯泡同时亮 B．在图甲中，仅去掉铁芯后线圈的电感增大 C．在图乙中，开关S断开时线圈中产生自感电动势 D．在图乙中，开关S断开时灯泡中电流方向不改变 【答案】C 【详解】A．在图甲中，开关S闭合时，由于线圈对电流的阻碍作用，电流并不是通过两个灯泡，即开关S闭合时，灯先亮，缓慢变亮，故A项错误； B．仅去掉铁芯后，线圈的自感系数变小，所以线圈的电感变小，故B项错误； C．在图乙中，开关S断开，由于线圈对电流的阻碍作用，所以线圈中会产生自感电动势，故C项正确； D．在图乙中，由题图可知，在开关S断开前，灯泡中的电流方向为向右，当开关断开后，原来通过灯泡的电流立刻消失，由于线圈对电流的阻碍作用产生自感电动势，线圈相当电源，与A重新组成回路，此时通过灯泡的电流方向向左，即在图乙中，开关S断开时灯泡中电流方向发生改变，故D项错误。 故选C。 5．（23-24高二下·安徽·期中）如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供220V的交流电压，手表端获得5V的交流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（　　） A．底座与手表上的线圈匝数之比肯定为44∶1 B．无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象 C．充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力 D．底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了 【答案】B 【详解】A.由于手表线圈与底座线圈之间存在漏磁，故两线圈之比不等于电压比，故A错误； B.无线充电是底座线圈磁场变化引起手表充电线圈磁通量变化，是手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象，故B正确； C.根据楞次定律，底座线圈电流减小时，手表线圈产生同向电流，两者有吸引力，底座线圈电流增大时，手表线圈产生反向电流，两者有排斥力，故C错误； D.底座与手表之间插入一张薄纸，手表线圈仍能感应出电流，故D错误。 故选B。 6．（23-24高二下·海南省直辖县级单位·期末）物理教材中给出的自感电动势大小的表达式为，自感系数L的单位为亨利（符号为H），通过该表达式推导出的L的单位为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据 解得 则L的单位为。 故选B。 7．（24-25高二上·广东肇庆·期末）某同学设计了如下4个电路研究自感现象。开关闭合时，灯泡正常发光，开关断开后，灯泡逐渐熄灭的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AD．开关断开后，灯泡和线圈需要构成闭合回路，才能慢慢熄灭，故AD错误； B．断开开关后，在灯泡和线圈组成的回路中，线圈充当电源的作用放电，灯泡电流方向会变成自右向左，感应电流逐渐减小，灯泡逐渐熄灭，故B正确。 C．电键断开时，在灯泡和线圈组成的回路中，线圈充当电源的作用放电，灯泡电流方向会变成自右向左，但由于灯泡与二极管串联，二极管通反向电流时电阻极大，灯泡会直接熄灭。故C错误。 故选B。 8．（2024高三·全国·专题练习）如图甲，一种使心脏骤停者的心脏重新跳动的设备—自动体外除颤仪（AED），其内部的电路可以简化为如图乙所示的电路，其中K是自动控制的双刀双掷开关，除颤仪启动时，开关K立即闭合，经过一段很短的时间后突然断开，下列说法正确的是（　　）    A．开关闭合的瞬间流经人体的电流很大 B．开关断开流经人体的电流立即消失 C．AED产生的瞬间高压是通过电容器放电产生的 D．AED电路中的电感线圈L可以用定值电阻代替 【答案】A 【详解】A．除颤仪需要足够大的电流流过心脏来刺激心肌，因此开关闭合的瞬间流经人体的电流很大，故A正确； B．开关断开，L中产生自感电动势，相当于电源，在人体中形成回路，则流经人体的电流会不能立即消失，故B错误； C．AED产生的瞬间高压是通过电压变换器产生的，故C错误； D．AED电路中的电感线圈L的作用是与人体接通形成串联简谐电路，得到一个单次大电流脉冲，不可用定值电阻代替，故D错误。 故选A。 9．（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 【详解】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。 二、多选题 10．（2023·湖南·模拟预测）相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，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。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间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不可忽略 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，与是否有铁芯无关 【答案】AB 【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正确； 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AB。 11．（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 【详解】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。 12．（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 【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，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。 ( 14 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 粤教版（2019）选择性必修第二册导学案 2.4 互感和自感 1.了解互感现象及其应用． 2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象． 3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素。 1.物理观念：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，即由导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象。自感电动势是一个抽象的概念。 2.科学思维：经历问题→探究→建构→概念的思维过程。 3.科学探究：通过对实验现象的分析、猜想、验证，让学生自行归纳总结出自感和互感的概念。 4.科学态度与责任：了解自感现象产生的原因和理解自感电动势的作用，体会物理知识与科学技术的关系。 一．互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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． 2．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，如变压器就是利用互感现象制成的． 3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．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． 对互感的理解 1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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． 2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的． 3.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，这时要求设法减小电路间的互感 ． 例1如图甲所示为手机无线充电工作原理图，现将手机放置在无线充电装置上，送电线圈接入如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时，端电压最小 B．，送电线圈和受电线圈相互吸引 C．仅增大两线圈间的距离，端电压的频率变小 D．仅增大两线圈间的距离，端电压变小 例2(多选)如图所示的是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则(　　) A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用 D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变化 例3无线充电近几年的发展可谓迅猛，在各技术指标上实现突破，充电功率及效率越来越高，同时生态端也正在快速建立。图为某品牌的无线充电手机利用无线充电底座充电的原理图，关于无线充电，下列说法正确的是（　　） A．无线充电底座可以给所有手机无线充电 B．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是自感现象 C．当穿过接收线圈的磁通量增加时，接收线圈有收缩的趋势 D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率不同 二、自感现象 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． 三、自感系数 1．自感电动势：E＝L，其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H. 2．自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关． （1）．对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律． （2）．对自感电动势的理解 (1)产生原因 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势． (2)自感电动势的方向 当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)． (3)自感电动势的作用 阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用． （3）．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的． (3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图． 4.通电自感和断电自感： 电路 现象 自感电动势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡A1较慢地亮起来 阻碍电流的增加 断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗。有时灯泡A会闪亮一下，然后逐渐变暗 阻碍电流的减小 例1.如图所示，电键S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合电键S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势（　　） A．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I B．有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I C．有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零 D．有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变 例2如图所示电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡L2的电流为I2，小灯泡L1、L2均处于正常发光状态。以下说法正确的是（　　）              A．S闭合瞬间，L2灯慢慢变亮，L1灯立即变亮 B．S闭合瞬间，L1灯慢慢变亮，L2灯立即变亮 C．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I2逐渐减为零 D．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零 例3. 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。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，与的电阻值相同 B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C．图2中，变阻器与的电阻值相同 D．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等 例4在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间t变化关系的是（　　） A． B． C． D． 例5关于自感现象，下列说法正确的是（　　） A．感应电流一定和原来的电流方向相反 B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大 断电自感分析技巧 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加． (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小． (3)电流稳定时，若线圈有电阻就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻就相当于一根导线． 一、单选题 1．（2023·江苏南通·一模）如图甲所示是手机无线充电工作原理图，送电线圈接入如图乙所示交变电流，受电线圈未与手机连接，则（　　） A．当时，受电线圈中磁通量最大 B．当时，cd端电压最大 C．增大送电和受电线圈的间距，cd端电压频率改变 D．增大送电和受电线圈的间距，ab与cd端电压之比不变 2．（2024·广西·一模）如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号，车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因类似于（　　） A．将铁芯放入通电线圈 B．增大通电线圈的面积 C．增加通电线圈的匝数 D．加大对通电线圈的压力 3．（23-24高二上·湖北·期末）如图所示，两个小灯泡A、B规格相同，A灯与滑动变阻器串联后接入电路，B灯与自感系数相当大的线圈L串联后接入电路。先调节滑片置于P点，再闭合开关，一段时间后，发现A灯和B灯一样亮。那么，下列说法正确的是（　　）    A．滑片置于P点时，滑动变阻器的阻值小于线圈的直流电阻 B．开关闭合瞬间，A、B灯缓慢变亮 C．断开开关瞬间，电流自左向右通过B灯 D．现将滑片右移，再断开开关，A、B灯均闪亮后再缓慢变暗 4．（2024·江苏南通·三模）图甲、图乙是演示自感现象的实验电路，实验现象明显。下列说法中正确的是（　　） A．在图甲中，开关S闭合时两灯泡同时亮 B．在图甲中，仅去掉铁芯后线圈的电感增大 C．在图乙中，开关S断开时线圈中产生自感电动势 D．在图乙中，开关S断开时灯泡中电流方向不改变 5．（23-24高二下·安徽·期中）如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供220V的交流电压，手表端获得5V的交流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（　　） A．底座与手表上的线圈匝数之比肯定为44∶1 B．无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象 C．充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力 D．底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了 6．（23-24高二下·海南省直辖县级单位·期末）物理教材中给出的自感电动势大小的表达式为，自感系数L的单位为亨利（符号为H），通过该表达式推导出的L的单位为（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二上·广东肇庆·期末）某同学设计了如下4个电路研究自感现象。开关闭合时，灯泡正常发光，开关断开后，灯泡逐渐熄灭的是（　　） A． B． C． D． 8．（2024高三·全国·专题练习）如图甲，一种使心脏骤停者的心脏重新跳动的设备—自动体外除颤仪（AED），其内部的电路可以简化为如图乙所示的电路，其中K是自动控制的双刀双掷开关，除颤仪启动时，开关K立即闭合，经过一段很短的时间后突然断开，下列说法正确的是（　　）    A．开关闭合的瞬间流经人体的电流很大 B．开关断开流经人体的电流立即消失 C．AED产生的瞬间高压是通过电容器放电产生的 D．AED电路中的电感线圈L可以用定值电阻代替 9．（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． 二、多选题 10．（2023·湖南·模拟预测）相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，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。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间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不可忽略 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，与是否有铁芯无关 11．（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 12．（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 14 学科网（北京）股份有限公司 $$