第2章 第4节 互感和自感-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P18 [基础达标] 1. (多选)如图所示，线圈L与灯泡并联后接到电源上．先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡的电流为I2，断开开关S，下列判断正确的是(　　) A．I1逐渐减为零 B．小灯泡立即熄灭 C．小灯泡中的电流逐渐减为零，方向与I2相反 D．小灯泡中的电流逐渐减为零，方向与I2相同 解析：AC　[迅速断开开关S时，线圈中电流开始减小，磁通量开始减小产生自感电动势，阻碍电流的减小，则线圈中电流I1逐渐减小为零，故A正确．迅速断开开关S时，线圈产生自感电动势，相当于电源，小灯泡不会立即熄灭，B错误；迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流I2突然减小到零，线圈产生的感应电流流过灯泡，灯泡中电流由I1逐渐减为零，方向与I2相反，故C正确，D错误．] 2．如图所示的电路，电感线圈的电阻不计，电阻R1>R2，开关S闭合，电路达到稳定时通过电阻R1、R2的电流分别为I1和I2，则断开开关S的瞬间(　　) A．通过电阻R1的电流是自a向b B．通过电阻R1的电流大于I1 C．通过电阻R1的电流小于通过电阻R2的电流 D．通过电阻R1的电流大于通过电阻R2的电流 解析：B　[开关S闭合稳定后线圈L的自感作用消失，由于电感线圈的电阻可不计，电阻R1>R2，所以通过R1的电流I1小于通过R2的电流I2；在断开开关S的瞬间，线圈L与电阻R1和R2构成闭合的自感回路，电流由原来线圈L上的电流I2开始逐渐减小，通过电阻R1的电流是自b向a，故A错误；由于开始时通过R1的电流I1小于通过R2的电流I2，则断开开关S的瞬间，线圈L与电阻R1和R2构成闭合的自感回路，则通过电阻R1的电流等于通过电阻R2的电流，且通过电阻R1的电流大于I1.故B正确，C、D错误．故选B.] 3．在如图所示的电路中，两个灵敏电流计G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通达到稳定状态后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际(　　) A．G1指针向左摆，G2指针向右摆 B．G1指针向右摆，G2指针向左摆 C．G1、G2的指针都向左摆 D．G1、G2的指针都向右摆 解析：B　[电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，并且通过电感线圈的电流通过电阻．所以含有电感线圈的支路的电流从“＋”接线柱流入，G1指针向右摆．含有电阻的支路电流从“－”接线柱流入，G2指针向左摆．故B正确，A、C、D错误．故选B.] 4．如图所示，L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，A灯泡与理想二极管D串联，则(　　) A．开关S断开瞬间，B灯泡逐渐熄灭，A灯泡立即熄灭 B．开关S断开瞬间，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡立即熄灭 C．开关S闭合瞬间，A、B灯泡同时亮 D．开关S闭合瞬间，A灯泡先亮 解析：C　[L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0，电路稳定后A就熄灭了；开关S断开瞬间B立刻熄灭，由于二极管只正向导通，故自感线圈与A无法形成回路，A不会再亮，故A、B错误．闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电流，故电流流经A灯泡，B也同时亮，故C正确，D错误．故选C.] 5．如图所示灯泡LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略．在开关闭合和断开的过程中，LA、LB的亮度变化情况是(灯丝不会断)则(　　) A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭 B．S闭合瞬间，LA不亮，LB立即亮 C．S闭合瞬间，LA、LB都不立即亮 D．稳定后再断开S的瞬间，LB熄灭，LA比LB(原亮度)更亮 解析：A　[S接通的瞬间，线圈L支路中电流从无到有发生变化，因此，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间线圈L中的电流非常小，电流几乎全部流过LA，所以LA、LB会同时亮．当L中电流稳定时，感应电动势消失，线圈的电阻可忽略，对LA起到“短路”作用，因此，LA便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，电路中电流增大，LB会比以前更亮，故A项正确，B、C两项错误．稳定后断开S前，流过L和LB的电流相等，断开S后，线圈L和LA组成回路，由于自感电动势，线圈L的电流逐渐减小，LA不会比LB更亮，故D项错误．] 6．如图所示，在同一铁芯上绕着两个线圈A、B，单刀双掷开关原来接“1”，现在把它从“1”扳向“2”．则在此过程中，电阻R中的电流方向是(　　) A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→Q C．始终由Q→P D．始终由P→Q 解析：A　[由于A线圈产生的磁场发生变化，B线圈中会产生感应电流，这就是互感．将开关由1扳到2的过程中，分两个阶段来分析电阻R上的电流方向．(1)在线圈A中电流沿原方向减小的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量减少．由楞次定律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的电流方向是由P→Q；(2)在线圈A中电流沿原方向增大的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量增加．由楞次定律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的电流方向是由Q→P. 综上分析可知，全过程中流过电阻R的电流方向先是由P→Q，然后是由Q→P，所以A正确．] 7．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A、B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度____________(选填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度___(选填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；断电的瞬间，B灯__________(选填“立即”或“逐渐”)熄灭. 解析：闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流大，所以灯A的亮度大于灯B的亮度；当通电一段时间后，电路的电流稳定，通过两灯的电流相同，所以两灯亮度相同；断电瞬间，通过L的电流减小，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流消失得慢，进而判断灯A逐渐熄灭，灯B立即熄灭． 答案：大于　等于　立即 8．张老师在课堂上演示了如图所示的实验，电源电动势为1.5 V，人两手间电阻设为200 kΩ，L为自感系数很大的电感线圈．当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.6 A和0.4 A．当断开S2，闭合S1，电路稳定时电流表A1、A2的示数都为0.5 A．实验前先将两开关都断开． (1)以下操作能使人有触电感觉的是________. A．先将S1和S2闭合，稳定后再突然断开S1 B．先将S1和S2闭合，稳定后再突然断开S2 C．保持S2断开，先闭合S1，稳定后再突然断开S1 D．由于电源电动势只有1.5 V，无论怎样操作都不会使人有触电的感觉． (2)任意操作两开关，有可能烧坏的是________. A．电流表A1 B．电流表A2 C．小灯泡 D．所有仪器都不会烧坏 (3)保持S2断开，先闭合S1待稳定后突然断开S1，此时A、B两点中电势较高的点是________点，A、B间瞬时电压的最大值为________kV. 解析：(1)当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.6 A和0.4 A；电源电动势为1.5 V，人两手间电阻设为200 kΩ，可知流过人体的电流值几乎可以忽略不计，可知流过灯泡的电流为0.2 A，结合欧姆定律可知，灯泡的电阻值较小．当电路稳定后再突然断开S1时，线圈产生自感电动势，此时人与灯泡并联，由于灯泡的电阻值小，所以流过灯泡的电流比较大，则线圈的电流变化率比较小．根据自感电动势的公式可知，线圈产生的自感电动势就比较小，人不能产生触电的感觉，故A错误；先将S1和S2闭合，稳定后再突然断开S2时，对线圈的回路没有影响，线圈不产生比较大的自感电动势，故B错误；保持S2断开，当开关闭合后，电感线圈与人并联，由于电源为1.5 V的新干电池，所以流过人的电流很小．当断开S1时，线圈与人串联，由于电感线圈电流逐渐变小到几乎等于0，根据自感电动势的公式可知能够产生很高的瞬间电压，使人有触电的感觉，故C正确，D错误；故选C.(2)由电路图可知，任意操作两开关，会导致线圈中产生很高的感应电动势，则小灯泡最有可能烧坏，故C正确，A、B、D错误；故选C.(3)保持S2断开，先闭合S1待稳定后突然断开S1，因电流的减小，导致线圈产生感应电动势，从而阻碍电流的减小，则线圈相当于瞬间电源的作用，此时A、B两点中电势较高的点是A.当突然断开S1，经过人的电流为0.5 A，而人的电阻为200 kΩ，由欧姆定律，可知，U＝IR＝0.5×200 kV＝100 kV； 答案：(1)C　(2)C　(3)A　100 [能力提升] 9．(多选)如图，电灯的灯丝电阻为2 Ω，电池电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3 Ω.先合上开关S，过一段时间突然断开S，则下列说法中错误的是(　　) A．电灯立即熄灭 B．电灯立即先暗再熄灭 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反 解析：ACD　[突然断开S，线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比电灯大，断开前通过线圈电流小于通过电灯的电流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭，B正确A、C、D错误．] 10．(多选)一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、一个日光灯镇流器(自感线圈)、开关和几根导线连成如图所示的电路．几位做实验的同学手拉手连成一排，首、尾两位同学分别握住导线的A、B端，在开关闭合或断开时就会使连成一排的同学都有触电感觉，则(　　) A．人有触电感觉是在开关闭合的瞬间 B．人有触电感觉是在开关断开的瞬间 C．该实验现象的发生是因为自感线圈会产生很高的自感电动势 D．若增加拉手的人数，触电的感觉会变得不明显 解析：BC　[当开关闭合时，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5 V的新干电池，所以电流很小．人没有触电的感觉，故A错误；当开关断开时，通过镇流器电流突然减小，从而产生很高的瞬间电压，使同学们有触电的感觉；增加拉手的人数，触电的感觉会仍然明显．故B、C正确，D错误．] 11．图1和图2是演示自感现象实验的两个电路图，L1和L2为电感线圈．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1中，A1与L1的电阻值相同 B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同 D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 解析：C　[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，A、B错误；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，C正确；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，D错误．] 12．如图所示，设电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值为R灯＝10 Ω. (1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压； (2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律． 解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等．导线ab上无电流通过，因此通过L的电流为：IL＝＝ A＝1 A， 流过L1的电流为I灯＝＝ A＝0.5 A， 断开S的瞬间，由于线圈要维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A，所以此时L1两端的电压 U＝IL·R灯＝10 V(正常工作时为5 V)． (2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，而方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图像如图所示(t0为断开S的时刻)． 注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的． 答案：(1)10 V　(2)见解析 13．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流(图中未画出)．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示． (1)求出线圈L的电阻RL； (2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？ (3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？ 解析：(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得I0＝，解得：RL＝－R＝2.0 Ω (2)断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左． (3)由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得E＝I(RL＋R＋R1)＝0.3×(2.0＋2.0＋6.0) V＝3.0 V 答案：(1)2.0 Ω　(2)自右向左 (3)3.0 V 学科网（北京）股份有限公司 $$