课时测评9 互感和自感-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评9　互感和自感 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－11题，每题5分，共50分) 1.(2025·山西晋城高二期末)如图是套在同一铁芯上的两个线圈，左侧线圈与电源、滑动变阻器及开关相连，右侧线圈与电流表连成一闭合电路。在下列情况下，电流表指针不偏转的是(　　) A.开关S闭合或断开的瞬间 B.开关S闭合后，左侧线圈中通过恒定的电流时 C.开关S闭合后，移动滑动变阻器滑片增大其阻值时 D.开关S闭合后，移动滑动变阻器滑片减小其阻值时 答案：B 解析：电流表指针不偏转，即右侧线圈中不产生感应电流，则左侧线圈中的电流应保持不变。故选B。 2.关于自感现象，下列说法正确的是(　　) A.自感电动势一定和原电流方向相反 B.自感电动势一定和原电流方向相同 C.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大 D.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大 答案：D 解析：根据楞次定律可知，当原电流增大时，感应电流与原电流方向相反，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电流与原电流方向相同，自感电动势与原电流方向相同，故A、B错误。自感系数是由线圈本身的特性决定的，与电流变化快慢无关，故C错误。根据E＝L可知，对同一线圈，当电流变化越快时，自感电动势越大，故D正确。故选D。 3.关于自感现象、自感系数和自感电动势，下列说法正确的是(　　) A.当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零 B.线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大 C.自感电动势与原电流方向无关 D.对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比 答案：D 解析：当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，故A错误。线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈的自感系数与电流变化快慢无关，故B错误。根据楞次定律可知，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，故C错误。对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比，故D正确。故选D。 4.如图所示为演示自感现象的电路图，其中R0为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R(可视为不变)，电感线圈的自感系数为L、电阻为RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显。为了在上述实验过程中观察到更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是(　　) A.更换电感线圈中的铁芯，使L减小 B.更换电感线圈中的铁芯，使L增大 C.更换电感线圈，保持L不变，使RL减小 D.更换电感线圈，保持L不变，使RL增大 答案：C 解析：闭合开关，在电路稳定的情况下，若RL＜ R，则线圈中的电流IL大于通过灯泡的电流IR；断开开关瞬间，由于线圈的自感作用，IL不能立刻减小为零，而是逐渐减小，由于IL＞IR，在瞬时大电流流过灯泡时，灯泡会出现“闪亮”现象，因此，选项C一定可行。故选C。 5.(多选)在如图所示的电路中，线圈L的自感系数很大，电阻可忽略不计，D为理想二极管，则下列说法正确的有(　　) A.闭合开关S，L1立即变亮，L2逐渐变亮 B.闭合开关S，L1一直不亮，L2逐渐变亮 C.稳定后，断开开关S，L2立即熄灭 D.稳定后，断开开关S，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 答案：AC 解析：闭合开关的瞬间，二极管两端为正向电压，相当于导线，L1立即变亮，由于线圈中自感电动势的阻碍，L2逐渐变亮，故A正确，B错误；稳定后，断开开关瞬间，线圈L产生自感电动势，两灯泡和二极管串联，但由于线圈中电流方向不能突变，二极管反向接入电路，相当于L1、L2所在电路断路，所以L1、L2会立即熄灭，故C正确，D错误。故选AC。 6.(2025·浙江台州高二期中)电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，且直流电阻小于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。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。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是(　　) 答案：A 解析：闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；且因为线圈的直流电阻小于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流大于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小，则选项图A符合题中情况。故选A。 7.(多选)(2025·咸阳市高二期末)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器，在电路中相当于电流表。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是(　　) A.该实验演示的是断电自感现象 B.线圈的直流电阻大于灯泡的电阻 C.断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D.乙图中的曲线a表示电流传感器A1测得的数据 答案：AC 解析：由题图乙得，从计时开始两条支路都存在电流，分别是I1和I2，断开开关K瞬间，通过线圈L的电流要减小，线圈L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，电流逐渐减小为零，因此该实验演示的是断电自感现象，故A正确。断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如题图乙中的曲线a所示，题图乙中的曲线a表示电流传感器A2测得的数据；I1＞I2，说明电感线圈的直流电阻小于灯泡的电阻；断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当于电源，线圈和灯泡重新组成闭合回路，由于断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭，故C正确，B、D错误。故选AC。 8.(多选)如图所示，三个灯泡L1、L2、L3规格相同，螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。电路稳定后突然断开开关S，将发生的现象是(　　) A.L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭 B.L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后逐渐熄灭 C.线圈向左摆动，并有收缩的趋势 D.线圈中的感应电流为逆时针(从左向右看) 答案：BD 解析：突然断开开关，由于螺线管的自感现象，线圈产生自感电动势，使得通过L1的电流I1(向右)不能突变，而是逐渐变为0，L1逐渐熄灭，由于二极管的单向导电性，L2马上熄灭，由于I1＞I3，所以L3闪亮后逐渐熄灭，故A错误，B正确；穿过线圈内的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺线管间将有引力作用，线圈向右摆动，且有扩大的趋势，线圈中的感应电流为逆时针(从左向右看)，故C错误，D正确。故选BD。 9.(2025·浙江金华高二月考)目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，如图甲所示。在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压恒定的交变电源连接，如图乙所示。工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作。下列说法正确的是(　　) A.汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减小 B.汽车离开线圈B时，回路电流将减小 C.汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D.汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高 答案：D 解析：汽车上有很多金属，当汽车接近线圈时，相当于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，线圈对交变电流的阻碍作用增大，在电压不变的情况下，回路电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端的电压将减小，A、C错误；汽车离开线圈时，线圈对交变电流的阻碍作用减小，回路电流增大，R两端的电压将变大，c、d两端的电压将增大，B错误，D正确。故选D。 10.(多选)图(a)是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻也为R，电源内阻不计。图(b)是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法正确的是(　　) A.图甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 B.图乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况 C.图丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 D.图丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况 答案：BC 解析：开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，设电源电动势为E，流过传感器1、2的电流均为，闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为I1＝＝，流过传感器2的电流为I2＝＝，A错误，B正确；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向反向，大小从逐渐变为零，C正确，D错误。故选BC。 11.(多选)(2025·浙江温州高二期中)如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL， A1和A2是完全相同的两个小灯泡，R和R1为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是(　　) A.在闭合S瞬间A2先亮 B.在突然断开S瞬间，A1先熄灭，A2会闪亮一下再熄灭 C.在突然断开S瞬间，A2会闪亮一下，然后与A1一起逐渐熄灭 D.若将自感线圈L换成如图乙所示的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显 答案：AC 解析：在闭合S瞬间，因为自感作用，A2先亮，A1逐渐变亮，故A正确；滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值，则电路稳定后，A1所在支路的电流大于A2所在支路的电流，则断开S瞬间，A2会闪亮一下，但A1、A2同时熄灭，故B错误，C正确；由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以两者磁感应强度相同，磁场方向相反，相互抵消，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，没有自感现象，故D错误。故选AC。 学生用书⬇第69页 学科网（北京）股份有限公司 $