第2章 第4节 互感和自感-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

第4节互感和自感 丁错题本 白题 基础过关 限时：30min 题型1互感现象 题型2 自感现象 1.关于互感现象，下列说法正确的是 4.*下列关于自感系数及自感电动势的说法 ( 中正确的是 () A.两个线圈之间必须有导线相连，才能产生 A.通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电 互感现象 动势最大 B.互感现象可以把能量从一个线圈传到另 B.电流变化越大，自感电动势越大 个线圈 C.线圈中的电流变化越快，其自感系数越大 C.互感现象都是有益的 D.线圈内插入铁芯，其自感系数增大 D.电磁炉是利用互感现象制成的 5.*如图所示的电路中，L为带铁芯的电感线 2.*在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关 圈，直流电阻不计，下列说法正确的是( 原来接在1处，现把它从1扳到2，如图所示，在 ①合上S时，灯泡立即变亮 此过程中，在电阻R上的电流方向是 ②合上S时，灯泡慢慢变亮 A.先由P→Q,再由Q→P ③断开$时，灯泡立即熄灭 B.先由Q→P,再由P→Q ④断开S时，灯泡慢慢熄灭 C.始终由Q→P A.①③ B.①④C.②③ D.②④ D.始终由P→Q 6.*(2025·江苏扬州期中)如图所示，L是一 3.如图，是一种延时继电器的示意图，铁芯 个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽 上有线圈A和B,线圈A跟电源连接，线圈B两 略，A、B是两个完全相同的小灯泡，以下说法 端连在一起，构成闭合电路在断开开关S时， 正确的是 () 弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C A.闭合开关S瞬间，A、B灯立即变亮 (连接工作电路)离开，而是过一小段时间后才 B.闭合开关S待电路稳定后，A灯与B灯亮 执行这个动作.下列说法正确的是 度相同 A.断开开关S时，线圈B C.断开开关S,A、B灯均慢慢熄灭 中产生逆时针的电流 D.断开开关S,流过L的电流方向与原来相反 (俯视) B.若仅去掉线圈B中的铁芯，继电器的延时 效果不受影响 C.若仅改变线圈B的材料，继电器的延时效 果不受影响 (第6题) (第7题) D.若线圈B两端未连接，断开开关S时，衔铁 7.*★(2025·江苏泰州期末)如图所示，L是自 D立刻被拉起 感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为 选择性必修第二册黑白题058 0,A、B是两个相同的小灯泡.以下说法正确的 易错聚焦 是 ( 题型自感现象中的图像问题 A.开关S由断开变为闭合后，A直接变亮，亮 10.**(2025·广东江门期末)如 E ☒D☒D, 度不变 图所示的电路中，L是一个自感 B.开关S由断开变为闭合后，B缓慢变亮，直 系数很大、直流电阻不计的线 到最亮 圈，D,灯泡的电阻是D,灯泡电阻的2倍且阻 C.开关S由闭合变为断开后，A缓慢变暗，直 值均不变，E是内阻不计的电源，在t=0时 到不亮 刻，闭合开关S,电路稳定后在t,时刻断开开 D.开关S由闭合变为断开后，B突然变亮再 关S,规定以电路稳定时流过D1、D,的电流 逐渐变暗，直到不亮 方向为正，分别用1、2表示流过 8.*(2025·甘肃兰州期中)如图所示的电路 D和D2的电流，则下图中能定性 中，自感线圈L的自感系数很大，且直流电阻 描述电流I随时间t变化关系的是 可忽略，D为理想二极管，L、L2为两个小灯 泡，则下列说法正确的是 ( A.当S闭合时，L立即变亮，L2逐渐变亮 B.当S闭合时，L,逐渐变亮，L2逐渐变亮 C.当S由闭合断开时，L,立即熄灭 11 .#（2024·北京海淀二模)如图1所示为 D.当S由闭合断开时，L,突然变亮，然后逐渐 演示自感现象的实验电路.实验时，先闭合 变暗至熄灭 开关S,电路达到稳定后，灯泡A和B处于 正常发光状态，在t时刻，将开关S断开，测 D 量得到t,时刻前后流过某一灯泡的电流 2m8 随时间t的变化关系如图2所示.电源内阻 X 及电感线圈L的直流电阻可忽略不计.下列 (第8题) (第9题) 说法正确的是 9.整如图所示，电路中A和B是两个完全相 同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电 阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器； 当S、S2断开，S闭合后，两灯泡均能发光.现 图 图2 先断开S,再闭合S、S2,然后进行下列操作， A.闭合S,灯泡A和B都缓慢变亮 则结果描述正确的是 B.断开S至灯泡B完全熄灭的过程中，a A.闭合S时，A立即亮，然后逐渐变暗，最后 点电势高于b点电势 稳定在一定亮度 C.图2所示为灯泡B在S断开前后电流随 B.闭合S时，B立即亮，然后逐渐熄灭 时间的变化关系 C.闭合S足够长时间后，A不发光而B发光 D.由图2可知两灯泡正常发光时，灯泡A D.闭合S足够长时间后再断开，流过B中的 的阻值大于灯泡B的阻值 电流反向并逐渐减小至零 第二章黑白题059 黑题 应用提优 限时：20min *制造电阻箱时，要用双线绕法，如图所示 D.断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3闪亮 当电流变化时双线绕组 一下后逐渐熄灭 A.回路中一定有自感电动势产生 4.*★(2025·浙江宁波期中)如图所示电路 B.回路中一定没有自感电动势产生 中，D,和D,是两个完全相同的小灯泡，L是 C.螺线管内磁场发生变化 一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可 D.穿过螺线管的磁通量发生变化 不计.在开关S闭合和断开时，下列说法正确 2.**(2024·湖南名校联合体联考)如图所示 的是 ) 为电磁感应式无线充电装置，当充电基座上 A.当S闭合时，D1比D2先 D D 的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在 亮，稳定后D1熄灭，D2达 邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为 到最亮 手机电池充电.当充电板内的送电线圈通入如 B.当S闭合瞬间D,亮度达 图乙所示的交变电流时（电流由α流入时的 到最大，之后减小，稳定时D1与D2亮度 方向为正)，不考虑感应线圈的自感，下列说 相同 法中正确的是 C.电路稳定后断开S时，D1闪亮后与D2一起 B 熄灭 S受电线圈 D.电路稳定后断开S时，D2立即熄灭，D1闪 b 送电线圈 亮后逐渐熄灭 a手 甲 压轴挑战 A.t1~t3时间内，c点电势始终高于d点电势 5.禁在如图所示的电路中，A、B是两个完全 B.t1~t3时间内，c点电势始终低于d点电势 相同的灯泡，C是电容足够大的电容器，D是 C.在时刻t受电线圈中电流最强 理想二极管（导通时电压为0），L是一个自 D.t2时刻受电线圈中电流为0 感系数较大的线圈，且L的直流电阻与灯泡 3.*(2025·四川成都期末)某同学制作了 的电阻相同.电路接通稳定后，断开开关S, 个如图所示的自感电路板，L1、L2、L3是相同 下列说法正确的是 ( 规格的小灯泡，电感线圈L的直流电阻和电源 的内阻均不可忽略，D为理想二极管.下列说 法正确的是 ( A.闭合开关S的瞬间，L1、 L2、L3同时变亮 D A.A灯会逐渐熄灭 B.闭合开关S的瞬间，L2、Lg B.在灯熄灭前的任意时刻，A、B两灯的电压 立即变亮，之后会慢慢变 相同 暗一些 C.在灯熄灭前的任意时刻，通过B灯的电流 C.断开开关S的瞬间，L3立即熄灭，L2闪亮 是A灯的2倍 一下后逐渐熄灭 D.在灯熄灭前，L中会产生自感电动势 选择性必修第二册黑白题060故B错误：D.若对调强磁体的磁极，振动过程中，穿过线圈 的磁通量仍然会发生变化，线圈中仍然会产生感应电流，可 知，若对调强磁体的磁极，不会影响电磁减震系统的减震效 果，故D正确；C.结合上述可知，振动过程中，线圈中产生 感应电流，则电磁减震系统中机械能转化为电能，故C错 误.故选D. 黑题应用提优 1.A2.C3.B 4.C解析：A.根据楞次定律判断，感生电场的方向为顺时针 方向，故A项错误；B.由法拉第电磁感应定律可得E电动势= ,由于△少=△BS,面积公式为S=m,整理有E= △Φ 4”,由题图乙可知，有4B-B △Bmr2 ,产生的感生电场强度为 E,由于B=Bd=B·2m,整理有E5,感生电场对 Bor 小球的作用力F=B=29,故B项错误：C,小球绕-圈电场 TBo 力做功W=F·2πr= 一q,故C项正确；D.小球在感生电 场中的加速度ag Eq grBo to时刻小球的速度v=ag·to= m 2m' 在水平方向上有B,w+R=m ,解得F= Borg? 4m ,所以管道 r 9Bor2 对小球的作用力的大小为FN= √16m+(mg)2,故D项错 误故选C. 压轴挑战 5.D解析：A由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸面 向外，从α到b的过程圆环中磁通量增加，由楞次定律可得， 线圈中感应电流方向是顺时针；从b到c的过程圆环中磁通 量减小，由楞次定律可得，线圈中感应电流方向是逆时针， 故A项错误；B.圆环从a到b的运动过程中，将环分解为若 干个小的电流元，上半环部分所受合力向下，下半环部分所 受合力向上：下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场 强，则整个环所受安培力的方向向上；同理，圆环从b到c的 运动过程中，整个环所受安培力的方向向下，与速度方向不 是相反的，故B项错误：C.圆环从b到c的过程与圆环从c到 b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b的速率 (一部分机械能转化为电能)，则圆环从b到c的时间小于 从c到b的时间，故C项错误：D.圆环从b到c的过程与圆环 从c到b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b 的速率，则圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经 同一位置时从b到c圆环所受安培力大于从c到b圆环所受 安培力，圆环从b到c的过程克服安培力做的功大于圆环 从c到b的过程克服安培力做的功，圆环从b到c产生的热 量大于从c到b产生的热量，故D项正确.故选D. 第4节 互感和自感 白题 基础过关 1.B2.C3.D4.D5.C 6.C7.D 8.D解析：AB开关S闭合时，二极管所加电压为反向电压， 灯泡L,所在支路由于二极管的单向导电性而处于断路状 参考答案与解析 态，所以灯泡L,不会亮；由于线圈的自感作用，灯泡L2逐渐 亮起来，故AB错误；CD.开关S断开瞬间，由于线圈的自感 作用，线圈、二极管以及两个灯泡构成了一个闭合回路，自感 电流的方向符合二极管的导通方向，所以灯泡L,开始发光， 随着自感电流减小，灯泡L,熄灭，即灯泡L,闪亮一下，然后 逐渐熄灭：灯泡L则逐渐熄灭，故C错误，D正确.故选D. 9.C解析：ABC.闭合S时，电感线圈相当于断路，电容相当于 短路，此时A灯泡瞬间变亮，B灯泡不亮，电路稳定后，电感 线圈相当于短路，电容相当于断路，此时A灯泡逐渐熄灭， B灯泡逐渐变亮，最后稳定在一定亮度，故AB错误，C正确： D.闭合S足够长时间后再断开，电容器与B构成回路，电容 器要对B放电，放电电流逐渐减小，但流过B中的电流并没 有反向，故D错误.故选C. 10.C解析：L的直流电阻不计，电路稳定后通过D,的电流是 通过D2电流的2倍；闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，D1 逐渐变亮，即1，逐渐变大，而D,所在支路立即就有电流，在 时刻断开开关S,L、D,、D2构成闭合回路，因为线圈阻碍 电流的减小，所以通过D,的电流不会立即消失，会从原来 的大小慢慢减小，且方向不变，通过D,的电流也流过D,, 所以，变成反向，且逐渐减小故选C. 11.C解析：A.闭合S,灯泡B立刻变亮，由于线圈产生自感 电动势阻碍电流的增加，使得灯泡A缓慢变亮，选项A错 误：BC.断开S后，原来通过灯泡B的电流立即消失，由于 线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小，则线圈L相当于 电源，灯泡B和A重新组成回路，则通过灯泡B的电流由b 到a,则从断开S至灯泡B完全熄灭的过程中，a点电势低 于b点电势，S断开前后流过灯泡B的电流方向相反，即题 图2所示为灯泡B在S断开前后电流随时间的变化关系， 选项B错误，C正确：D.由题图2可知由于S断开后通过 灯泡B的电流大于S断开之前通过灯泡B的电流，可知两 灯泡正常发光时，灯泡A的阻值小于灯泡B的阻值，选项 D错误故选C. 黑题应用提优 1.B2.B 3.B解析：AB.开关S闭合瞬间，L2、L3立即变亮，由于线圈阻 碍作用，L,会逐渐亮起来，由于电源的内阻不可忽略，之后 L2、L会慢慢变暗一些，故A错误，B正确；CD.开关S断开 瞬间，由于二极管单向导电L2会立即熄灭，L1、L与线圈构 成回路，电流逐渐减小，逐渐熄灭，电感线圈L的直流电阻不 可忽略，刚开始灯L1暗些，L,不会出现闪亮的情况，故 CD错误故选B. 4.D解析：AB.S接通时由于L自感作用，瞬间相当于断路，通 过D,的电流等于D,与R电流之和，所以D,先达到最亮， 然后L自感电动势慢慢减小，通过D,的电流减小，由于L直 流电阻可不计，稳定后D,熄灭，D2达到最亮，故AB错误； CD.电路稳定后S断开时，L和D,构成自感回路，D2不在回 路中，所以S断开时，D,立刻熄灭，由于L自感，D,会闪亮后 再灭，故D正确，C错误故选D. 压轴挑战 5.D解析：A.开关闭合且电路稳定时，二极管是导通的，灯 泡A被短路，电容器上极板带负电，下极板带正电，当开关 断开时，电容器放电，电流由下极板经电路流向负极板，因为 电感线圈对电流的阻碍作用，会有电流通过A灯，A灯会闪 亮一下，然后逐渐熄灭，故A错误；BC.灯熄灭前，A灯电流减 小，电感线圈的电流先增大后减小，二者电流不相等且二者 黑白题23 电流之和等于B灯电流，A、B两灯的电压不相同，通过B灯 的电流不是A灯的2倍，故BC错误；D.电容器放电过程中， B灯发光，二极管是导通的，L中的电流发生变化，产生自感 电动势，故D正确故选D. 第二章章末检测 1.A2.C3.C4.D5.C6.B7.D 8.B解析：A.磁场宽度与正方形线框的边长都为L,则线框只 有进出磁场两个过程，各位置的瞬时速度如图所示，因线 框cd边刚要出磁场区域I和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相 同，设为2，说明出磁场的运动过程一定是减速运动，且穿过 磁场的运动过程完全相同，则有，=4，=5，线框穿过磁场 区域Ⅱ产生的焦耳热为Q,则线框穿过区域I是完全相同的 运动过程，产生的焦耳热一定为Q,故A错误；B.设磁场区 域间的距离为H,选择线框cd边刚出磁场区域I和刚出磁 场区域Ⅱ的过程，由动能定理有mg(H+）-Q=子m- m,解得=Q,故B正确C,由适过裁面的电荷量公 1 mg △Φ 式g=14=E △t 万·A=石·△t=A中可知，因cd边穿过两个 R 磁场区域的过程通过线框截面的磁通量的变化量△中相同， 则电荷量q相等，故C错误；D.线框穿过两个磁场区域的过 程，由动量定理有mgt-BlLt=m△u,又q=t,因运动过程相 同，则时间相同，且电量相等，则线框的速度变化量一定相 同，故D错误故选B. ☐w ■ ☐ ☐w 9.A 10.B解析：A.根据题意可知，导体棒开始运动时加速度最 大，感应电动势为E=B,此时，感应电流为1-2R2R, E BLo 由牛顿第二定律有BIL=ma,解得a= 受故A甜 误：B.根据题意，由动量定理有-B=0-m,又有7=E 2R 联立解得吧，故B正确；C由能量守恒定律可 知，整个回路整个过程的发热量为Q=号m,则导体棒的 发热量为Q0=了，放C错误，山设导体棒运动过 程中的速率为”，电子沿导体棒运动的速率为m',则有1= 由电流微观表达式有P=nes水'，整理可得三 BL v2RneS 故D错误故选B. 11.C解析：A.设线圈边长为L,电阻为R,线圈横截面积为S, 则线圈中的电流R,线圈电阻R=p兰，联立解得I口 、一，可知电流与边长无送，则4B线圈产生的电流之比是 选择性必修第二册 1:1,故A错误；B.对线圈，由平衡条件有F外=FA=BIL= vBLS,则外力功率P=P外"=4n,可知功率与乙 R 成正比，因为B线圈的边长是A的2倍，则外力对A、B线 圈做功的功率之比是1：2，故B错误；C.线圈产生热量Q= PR以联立解得Q-),可知热量Q与P成正 比，故A、B线圈产生的热量之比是1：4，故C正确；D.电荷 △Φ BL 4p ,可知q与L成正比，通过A、B线圈横截面的电荷量之 比是1：2，故D错误故选C. 12.D解析：A.设金属棒αb在左导轨上运动时某时刻的速度 为u,则金属棒ab切割磁感线产生的电动势为E=BL1u,经 过△t速度变为'，则'=v+△，此时感应电动势为E= BL,v'=BL,(u+△w),△t时间内流入电容器的电荷量为△g= CAU=C(E'-E)=CBL,A,电路中电流1=A9.CBL,A △t △t C8L,·名-C8La,所以金屑棒o山受到的安培力为g BL,I=CBLa,对金属棒ab列牛顿第二定律方程有F- F安=ma,解得加速度a= mn+BC,代入数据得 a=2m/s2,所以金属棒ab以2m/s2的加速度做匀加速直 线运动.设金属棒ab到达N1、N2处速度为vo,则有vo=at= 4m/s,故A正确；B.金属棒ab进入导轨PQ1、P2Q2后在 安培力的作用下减速运动，金属棒cd在安培力的作用下加 速运动，两金属棒组成的系统动量守恒，设最终速度为， 对两金属棒组成的系统列动量守恒方程有m。=2m,解得 ”=2n=2m/s,对金属棒cd列动量定理方程有 BL,A=m,可得通过金属棒cd的电荷量为q=△1=， 代入数据解得q=1.2C,故B正确；C.整个过程中减少的动 能全部转化为焦耳热，即整个运动过程金属棒cd产生的焦 耳热为Q=宁时-子(2m)1=241,放c正确：D设金网 棒ab在导轨P1Q1、P2Q2上减速运动时，相对于cd棒的位 移为，则通过金属棒d的电荷量9。-代人数据 解得x然12m,所以金属稀b在导轨PQ1、P,Q上 做变速运动的位移大于1.2m,故D错误故选D. 13.(1)增加线圈的自感系数(2)最左(3)向左向右 (4)大于 14.(1)0.4kg(2)1.15J 解析：（1)0~。这段时间内，感应电动势为E= nS有数△BnBL2 2 感应电流为1=R, E 由题意悬线拉力为零，即所受的安培力为F=nB,IL=mg, 联立解得m=0.4kg 黑白题24