第2章 4 互感和自感（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

[对应学生用书作业(十一)P28] [基础巩固] 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势 B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 解析　由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C正确；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错误。 答案　AC 2．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。如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(　　) 解析　两个相距较近的线圈，当其中的一个线圈中电流发生变化时，就在周围空间产生变化的磁场。这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，即发生互感现象。要使这种影响尽量小，应采用选项D所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈周围的磁场分布与条形磁铁的磁场分布类似，采用选项D所示的安装位置时，变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小。 答案　D 3．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，采用双线并绕的方法，如图所示。其道理是(　　) A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消 B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消 C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量互相抵消 D．以上说法都不对 解析　由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，C正确。 答案　C 4．(教材本节练习与应用第3题变式)(多选)如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法正确的是(　　) A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变 B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭 C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭 D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭 解析　线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，A、B串联，同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使A被短路，所以选项A错误，B正确；开关断开时，线圈产生自感电动势，与A构成回路，A再次发光，然后又逐渐熄灭，所以选项C错误，D正确。 答案　BD 5．如图所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝。现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是(　　) A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零 B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0 C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0 解析　S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，选项A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，选项B、C错误；最后达到稳定时，电路中电流I＝＝2I0，故选项D正确。 答案　D 6．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，将电路拆去时应(　　) 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　当开关S1、S2闭合稳定后，线圈中的电流由a→b，电压表右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开开关S1或先拆去电流表A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，此时电压表上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表，故应先断开开关S2，故选B。 答案　B 7．如图所示，电路中的电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的电阻不计，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时刻断开开关S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 解析　在t＝0时刻闭合开关S，由于电感线圈L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定后，电源输出电流较大，路端电压较低。在t＝t1时刻断开开关S，电感线圈L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中正确的是选项B。 答案　B 8．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是(　　) A．S闭合瞬间，B先亮A后亮 B．S闭合瞬间，A先亮B后亮 C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭 D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭 解析　闭合开关S瞬间，线圈相当于断路，二极管正向导通，故电流可通过灯泡A、B，即A、B灯泡同时亮，故A、B错误；因线圈的直流电阻为零，则当电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，当开关S断开瞬间B立即熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A仍是熄灭的，故C错误，D正确。 答案　D 9．(多选)如图所示，电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，线圈的电阻不计，电源电动势E＝5 V，内阻r＝1 Ω。开始时，开关S闭合，则(　　) A．断开S前，电容器所带电荷量为零 B．断开S前，电容器两板间的电压为 V C．断开S的瞬间，电容器a板带上正电 D．断开S的瞬间，电容器b板带上正电 解析　断开开关前，电容器两端的电压等于线圈两端的电压，线圈没有电阻，线圈两端电压为零，所以电容器的两板间电压为零，所带的电荷量为零，选项A正确，B错误；断开开关，线圈相当于电源给电容器充电，使a板带正电，b板带负电，选项C正确，D错误。 答案　AC [能力提升] 10．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他苦思冥想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(　　) A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大 C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大 解析　根据实物连线图画出正确的电路图，如图所示，当闭合开关S，电路稳定之后，小灯泡中有稳定的电流IA，自感线圈中有稳定的电流IL，当开关S突然断开时，电流IA立即消失，但是，由于自感电动势的作用，流过线圈的电流IL不能突变，自感线圈和小灯泡构成回路，如果IL>IA，则能观察到小灯泡闪亮一下再熄灭，线圈的自感系数越大，小灯泡延时闪亮的时间就越长。如果不满足IL>IA的条件，小灯泡只是延时熄灭，不会观察到闪亮一下再熄灭。可见灯泡未闪亮的根本原因是不满足IL>IA的条件，这是线圈电阻偏大造成的。故C正确。 答案　C 11．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则(　　) A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 解析　由于灯泡LA与线圈L和R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，选项A、B错误；由于LA所在的支路电阻阻值较小，故稳定时电流较大，即LA更亮一些，当S断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中开始减小，即IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，选项C错误，D正确。 答案　D 12．如图所示，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，两灯泡的电阻值均为R灯＝10 Ω。开始时，开关S闭合。 (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，由于线圈会维持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L1两端的电压为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，且方向也发生变化，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)。 答案　(1)10 V　(2)见解析图 学科网（北京）股份有限公司 $