2.4 互感和自感-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步练习册（人教版）浙江专用

第4节 一人基础过关练 测试时间：10分钟 1.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 2.（2025·浙江杭州学军中学阶段练习)智能手 表通常采用无线充电方式.如图甲所示，充电 基座与220V交流电源相连，智能手表放置在 充电基座旁时未充电，将手表压在基座上，无 需导线连接，手表便可以充电（如图乙所示）. 已知充电基座与手表都内置了线圈，则 ( 甲 A.无线充电时，手表内接收线圈中产生恒定的 电流 B.无线充电的原理是利用基座内的线圈发射 电磁波传输能量 C.无线充电时，手表内接收线圈中交变电流的 频率与基座内发射线圈中交变电流的频率 相同 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 3.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与 一节电动势为1.5V的千电池、导线、电键、一 个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实 验过程中人会有触电的感觉.设开关闭合稳定 第二章电磁寇应么出 工感和自感 后线圈中的电流为I。,下列说法正确的是 ( 公公 B A.断开开关时线圈中的电流突然增大 B.断开开关时流过人体的电流为I。 C,人有触电感觉时流过人体的电流方向为 A→B D.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过 线圈的电流 4.（多选)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,稳定后设通过线 圈L的电流为I1,通过小灯泡E的电流为I2, 小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S,则 可观察到灯泡E闪亮一下后熄灭，在灯E闪亮 短暂过程中(). A.线圈L的a端电势高于b端 B.线圈L中电流I1逐渐减为0 C.小灯泡E中电流由I1逐渐减为0，方向与 I2相反 D.小灯泡E中电流由I2逐渐减为0，方向 不变 5.某同学想用伏安法测定一个自感系数很大的 线圈L的直流电阻，其电路图如图所示.用一 节干电池作电源，L两端并联一只零刻度线在 表盘中央、可左右偏转的电压表（左、右量程均 为0~3V).为保护电表，测量结束后，拆除电 31 重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 路时，应最先进行的操作是( A.先断开开关S, B.先断开开关S2 C.先拆除电流表 D.先拆除滑动变阻器 乃综合提能练 测试时间：25分钟 6.如图所示是一种延时继电器的示意图，开始时 开关S闭合.下列说法正确的是( K A.断开开关S,弹簧K立刻将衔铁D拉起 B.S断开一段时间后，铁芯中还有逐渐减弱的 磁场 C.若线圈B不闭合，还是会产生延时效果 D.线圈A、B之间发生的电磁感应现象叫作 自感 7.图甲为手机无线充电的工作原理图，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-否时cd端电压最小 T B1=2,送电线圈和受电线图相互吸引 32 (浙江专用) C,仅增大两线圈间的距离，c、d端电压的频率 变小 D.仅增大两线圈间的距离，c、d端电压变小 8.(2025·浙江宁波中学阶段练习)如图甲，某实 验小组用电压传感器研究电感线圈的特性，图 甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变.闭合开关 S,当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感 器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u 随时间t变化的u-t图像如图乙所示.不计电 源内阻及电感线圈L的直流电阻，下列说法正 确的是( ) 接电脑 电压传感器 X E 乙 A.图乙中电压U1与U2的比值为3：4 B.开关S闭合瞬间，灯L2、L3同时点亮 C.开关S断开瞬间，灯L2闪亮一下再逐渐 熄灭 D.从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯L1的 电流保持不变 9.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(). E K A.开关K闭合瞬间，灯泡L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L逐渐熄灭，灯泡L2 立即熄灭 10.如图所示电路中，A1和A2是两个相同的小 灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直 流电阻可不计.在开关S接通和断开时，下列 说法正确的是( R AS接通时，流过A1和A2的电流方向相反 B.S接通时，A1先达到最亮，稳定后A1与 A2亮度相同 C.电路稳定后断开S时，A闪亮后与A2一 起熄灭 D.电路稳定后断开S时，A2先熄灭，A1闪亮 后熄灭 11.(2025·浙江1月卷)新能源汽车日趋普及， 其能量回收系统可将制动时的动能回收再利 用，当制动过程中回收系统的输出电压(U)比 动力电池所需充电电压(U。)低时，不能直接 充入其中.在下列电路中，通过不断打开和闭 第二章 电磁感应么型 合开关S,实现由低压向高压充电，其中正确 的是( A C D C 培优突破练 测试时间：5分钟 12.(2024·浙江1月卷)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B=I(k的数量级 为10-4T/A).现有横截面半径为1mm的导 线构成半径为1cm的圆形线圈处于超导状 态，其电阻率上限为10-262·m.开始时线圈 通有100A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.10-23V,10-7AB.10-20V,10-7A C.1023V,105AD.10-20V,10-5A 33重难点手册高中物理选择性必修第二册风 的电场力与电场方向相反，则有沿顺时针方向的电场 力，圆盘会顺时针（俯视）转动，故C正确；如果磁场相 对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使 导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种 作用就是电磁驱动，显然法拉第圆盘是机械能转化为 电能的过程，并不是电磁驱动，故D错误.故选C 9.A【解析】电流表晃动使线圈产生感应电动势，根据 电流表内部结构可知，当用导线连接接线柱“一”与接 线柱“0.6”时，流过表头的电流最大，阻尼效果最好.故 选A 10.BD【解析】乙电机中，转子的转动是因为穿过转子 上线圈的磁通量发生变化从而产生感应电流，通电线 圈受到了安培力的作用，相当于电磁驱动，所以乙转 子的转动方向也为顺时针方向，安培力阻碍定子和转 子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢 一些，A错误，B正确；乙电机转子的转速越接近电磁 铁激发磁场的转速，磁通量变化越慢，感应电流越小， 所受安培力越小，C错误：刹车（停止供电）时，甲电机 转子由于惯性旋转，使得通过定子上线圈的磁通量发 生变化，产生感应电流，反向发电从而回收动能，而乙 电机闭合线圈不产生磁场，所以无法反向发电，不能 回收动能，D正确.故选B、D. 11.BC【解析】磁场下移过程存在缓冲阻力，则磁场对线 圈ab段的作用力向下，A错误；根据右手定则，线圈 ab段中电流方向由b到a,B正确；电磁感应过程中， 由能量守恒知，探测器主体的机械能减少量等于线圈 中产生的焦耳热，C正确；探测器主体的动能减小，则 探测器主体的重力势能减少量小于线圈中产生的焦 耳热，D错误.故选B、C 12.B【解析】电子沿逆时针方向加速，则电子所受电场 力沿逆时针方向，所以感生电场的方向为顺时针方 向，A错误；当电磁铁线圈电流的方向与题图所示方 向一致时，若电流增大，根据楞次定律，可知涡旋电场 的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运 动，B正确；由于感生电场使电子加速，所以电子在轨 道中加速的驱动力是电场力，C错误；电子在轨道中 做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，D错误 1B.(①)由法拉第电磁感应定律可得E电物-B,R, △t 题乙可得是-会。联立解得袋图环一阅产 18 (浙江专用) 生的感应电动势大小为E电动势= B,元R2 to 【2在02期同E票，解得E一9由楞次 2to 定律可得，感生电场方向为顺时针方向 (3)小球转动一圈，动能增量由电场力做功提供，△Ek0 =W电，AEo=EgX2R=RgB ,小球在感生电场 to 中，由牛顿第二定律有Eg=maE,所以t1=2to时刻小 球的速度，=QEX2。-9B,小球动能与圈数N的 m 关系为2m暖=N△Eo,解得在0~2a,期间，小球转 动的圈数N=B 2xm (4)t2=1.5t0时刻小球的速度v=aEX1.5to= 3gRB。,小球此时在圆管内的受力分析如图。 Am 由牛顿第二定律有0.5B,90十√F一(mg严_ R, 解得FN=√ (9g4BR2) 256m2 +(mg)2 又由牛顿第三定律得，小球对管壁的作用力大小为 /(9gB6R2) F=FN=√256m2 十(mg)2. 第4节互感和自感 1.D【解析】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； 对于同一线圈，电流变化越大，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； 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；对于同一线圈，电流 变化越快，通过线圈的磁通量变化率也越大，则线圈中 的自感电动势也越大，故D正确.故选D. 2.C【解析】无线充电时，基座中的线圈通过的是正弦式 交变电流，其产生的磁场也是正弦式交变磁场，由法拉 第电磁感应定律可知，该变化磁场在手表内接收线圈 中产生的电流也是正弦式交变电流，故A错误；无线充 电的原理是基座内的线圈中电流变化，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，与变压器、互感器的原理相同，故B错误；互 感现象中，手表内线圈中交变电流的频率与基座内线 圈中交变电流的频率相同，故C正确；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C. 3.B【解析】断开开关时，由于线圈的电流减小而产生自 感电动势，从而阻碍电流的减小，只是电流减小得慢 些，不会突然增大，故A错误；当开关断开时，多匝线圈 产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左 向右，流过人体的电流从右向左，即从B到A,故C错 误；当开关断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而 产生较大的自感电动势，此时人体与线圈组成一个闭 合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故 B正确，D错误.故选B. 4.BC【解析】迅速断开开关S时，线圈产生自感电动势， 相当于电源，b端相当于正极，α端相当于负极，b端电 势高于α端，故A错误：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0，故B正 确；迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流I2突然减 小到0，线圈产生的感应电流流过灯泡E,灯泡E中电 流由I1逐渐减为0，方向与I2相反，故C正确，D错 误故选B、C 5.B【解析】若先断开开关S,或先拆除电流表以及先拆 除滑动变阻器，L的自感作用会使L和电压表组成回 路，由于自感系数很大，瞬间会产生很大的自感电动 势，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2.故 选B. 6.B【解析】由题意可知，断开开关S时，由楞次定律可 知，穿过线圈B的磁通量减小，有延时释放D的作用， 所以弹簧K不会立刻将衔铁D拉起，A错误；断开开 关S后，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中产生感 应电流，感应电流的磁场使铁芯中的磁场逐渐减弱，B 正确：若线圈B不闭合，断开开关S时，线圈B不会产 生感应电流，铁芯上不会有磁性，不会产生延时效果，C 错误；线圈A、B之间发生的电磁感应现象叫作互感，D 练习册参考答案与解析值型 错误.故选B. D【解析=)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，c、d端电压最大，故A错 T 误：1=2时，送电线圈中的电流为0，磁感应强度为0， 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；增大送电线圈和受电线圈的间距，不会改变c、 d端电压的频率，故仅增大两线圈间的距离，c、d端电 压的频率不变，故C错误；增大送电线圈和受电线圈的 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，c、d端与a、b端电 压之比变小，即c、d端电压变小，故D正确.故选D 8.A【解析】开关闭合瞬间，L和L2申联，用电压传感 器测量L两端电压，则飞-号，稳定后，通过L的电 流为1R士派·并芙断拼解间，自感电流与员 电流大小相等则=·2R-号得UU=3:4, 故A正确；开关闭合瞬间，由于L3与线圈串联，线圈阻 碍电流增大，则L3逐渐变亮，故B错误；L2和L3电流 大小相等，则开关断开的瞬间，自感电流不会使L。闪 亮，直接逐渐熄灭，故C错误；开关闭合瞬间，L。逐渐 变亮，即电流逐渐增大，则L1的电流逐渐增大，故D错 误.故选A. 9.D【解析】开关K闭合瞬间，线圈产生自感，灯泡L2 立刻变亮，灯泡L逐渐亮起来，故A错误；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 α点电势，故C错误；开关K断开后，线圈产生自感，电 流的方向由α到L再到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. 10.D【解析】S接通时，流过A1和A2的电流方向相同， 由于线圈的自感作用，瞬间相当于断路，通过A1的电 流等于通过A与R的电流之和，所以A先达到最 亮，然后线圈自感电动势慢慢减小，通过A的电流减 小，由于线圈的直流电阻不计，稳定后A熄灭，A达 到最亮，故A、B错误；电路稳定后断开S,通过A的电 流为0，A2先熄灭，A1与线圈构成回路，由于线圈的自 感作用，A,闪亮后熄灭，故C错误，D正确.故选D. 19 重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 11.B【解析】该电路中，当开关S断开时，整个电路均断 开，则不能给电池充电，选项A错误；该电路中，当S 闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时，L产 生自感电动势阻碍电流减小，L相当于电源，电源U 与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极 管能导电，从而实现给高压充电，选项B正确；该电路 中，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断 开时，L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U 加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项C 错误；该电路中，当S闭合时稳定时，线圈L中有电流 通过，但当S断开时，电源U也断开，只有L产生的 自感电动势相当于电源加在充电电池两端，则不能实 现给高压充电，选项D错误.故选B 12.D【解析】线圈中电流I(t)的减小将在线圈内产生自 感电动势，故：=一L-R,其中L代表线圈的自盛 系数，有L一号，在计算通过线圈的磁通量D时，以导 线附近即1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B=kI,则L= S=kr,根据电阻定律有R=p =p联立解 得△I= 21p△_2×100×1026×365×24×3600 kr2r号10-4×3.14×102×(10-3)2 2×105A,e=2X10-0V,则线圈的感应电动势大小 的数量级和一年后电流减少量的数量级分别为 100V,105A.故选D. 第二章单元学能测评 1.B【解析】题图甲所示电路中，若在线圈中放人铁芯， 线圈的感抗变大，通过灯泡的电流变小，灯泡会比没有 铁芯时更暗，故A选项不符合题意；题图乙是真空冶炼 炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属中产生涡流， 金属中产生大量热量从而冶炼金属，故B选项符合题 意；题图丙中变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成 能减小涡流，故C选项不符合题意；题图丁中，磁电式 仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时，铝框的磁通量发 生变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快 停止摆动，起到了电磁阻尼的作用，故D选项不符合题 意.故选B. 2.B【解析】当充电器输出线圈中的交流电为0时，充电 器输出线圈的磁感应强度为0，但此时手机输人线圈中 20 (浙江专用) 的电流最大，而这瞬间手机不受安培力，此时手机的重 力等于充电器对它的支持力大小，故A错误；根据右手 螺旋定则可知，手机输入线圈中的磁场方向与充电器 输出线圈中的磁场方向相反，则根据楞次定律可知，充 电器输出线圈中的磁场正在增强，即电流正在增大，故 B正确；手机输入线圈的交流电频率等于充电器输出 线圈中的交流电频率，故C错误；如果两线圈用超导材 料制作，虽然不会有热损耗，但仍会存在漏磁，所以充 电的能量传输效率不能达到100%，故D错误.故选B. 3.C【解析开关S闭合瞬间，b、c灯立即亮，a灯由于与 自感线圈串联，而自感线圈会产生自感电动势，阻碍电 流的通过，因此a灯逐渐变亮，故A、B错误；开关S断 开，c灯处于断路状态，立即熄灭，而a、b灯与自感线圈 串联构成闭合回路，因自感线圈在开关S断开瞬间，产 生自感电动势，阻碍电流的减小，所以a、b灯逐渐熄 灭，故C正确；开关S断开瞬间，流过a灯的电流方向 仍与未断开前相同，而流过b灯的电流方向与断开前 相反，故D错误.故选C. 4.C【解析】金属棒切割磁感线产生感应电流，根据右手 定则判断得知，感应电动势方向为P→Q,则Q点的电 势高于P点的电势，故A错误；P点的电势较低，则P 点有大量的电子聚集，故B错误；由于金属棒PQ做平 抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分 速度保持不变，则E=BLw。,则P点和Q点的电势差 保持不变，故C正确，D错误.故选C. 5.C【解析】根据题意可知，磁铁靠近线圈时，穿过线圈 的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由楞次定律可 知，线圈有收缩的趋势，线圈与磁铁相互排斥，线圈对 桌面的压力大于线圈的重力；磁铁远离线圈时，穿过线 圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，由楞次定律可 知，线圈有扩大的趋势，线圈与磁铁相互吸引，线圈对 桌面的压力小于线圈的重力.整个过程中，由于线圈中 产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律可知 弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小.故选C 6.C【解析】题图甲中根据法拉第电磁感应定律有E= BMo,电流为1=是，安培力大小为下=B1-B, R 题图乙中根据法拉第电磁感应定律有E=Bdusin60°， 电流为I景，安培力大小为F=BBd6心， R