考点15 自感现象 重点考点解读讲义 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点15 自感现象 知识网络 考点解读 1.概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2.表达式：E=L。 3.自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。 4.通电自感和断电自感的比较 电路图 器材要求 A1、A2同规格，R=RL，L较大 L很大(有铁芯) 通电时 在S闭合瞬间，灯泡A2立即亮起来，灯泡A1逐渐变亮，最终一样亮 灯泡A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定 断电时 回路电流减小，两灯泡均逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向 ①若I2≤I1，灯A逐渐变暗； ②若I2>I1，灯A闪亮后逐渐变暗 两种情况下灯A中电流方向均改变(选填“改变”或“不变”) 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 能力素养提升 分析自感问题的三个技巧 针对性训练 1 （2027上海宝山质检）如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1、A2与电阻R的阻值相同，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计。下列说法中正确的是（　　） A．S闭合时，灯泡A2先亮，稳定后两灯一样亮 B．S闭合时，灯泡A1先亮，稳定后比A2更亮 C．电路稳定后断开S时，流过灯泡A2的电流方向不变 D．电路稳定后断开S时，A2会闪亮一下再慢慢熄灭 答案 D 解析 S闭合时，线圈L产生的自感电动势阻碍电流增大，L所在支路电流只能逐渐增大，所以灯泡A2先亮，由于自感线圈L电阻不计，因此稳定后A1比A2亮，AB错误； 电路稳定后断开S时，L中磁通量变化，产生感应电动势，与A1和A2构成闭合回路，电流方向为逆时针，流过灯泡A2的电流方向改变，C错误；电路稳定后断开S时，由于电流不能突变，所以A2会闪亮一下再慢慢熄灭，D正确。 2 .(2025·江苏扬州市模拟)如图所示，线圈L的自感系数很大、电阻不计，电阻R1的阻值大于电阻R2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S，下列表示电阻R1的电流I1、电阻R2的电流I2随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 答案　D 解析　开关闭合时，线圈由于自感对电流的变化有阻碍作用，可看作阻值很大的电阻，当电路逐渐稳定，通过线圈所在支路的电流I2逐渐增大，故电阻R1的电流I1逐渐减小；在t=t1时刻断开S，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，通过电阻R1的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，又由于电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值，当开关闭合稳定时，线圈所在支路的电流I2大于流过电阻R1的电流I1，故当开关断开瞬间，线圈产生的感应电流也大于原来流过电阻R1的电流I1。故选D。 3 （2026张家口二模）智能能量回收系统广泛用于现代新能源汽车上。车辆下坡或制动时，能量回收系统输出的电压根据车辆运动不断变化。当U高于动力电池电压时，可直接给动力电池充电；当U低于时，无法直接充电，该系统通过周期性通断开关，利用电感的电磁感应特性升压，实现“低压向高压”的高效充电。下列电路中，能够满足上述功能的是（　　） A. B. C. D. 答案 D 解析 动力电池为上正下负，能量回收电压需要合动力电池极性匹配才能充电，选项图AB中U为下正上负，极性与相反，无法满足充电要求，AB错误。选项C图中电感L并联在输出端，开关S闭合时被短路，L无法产生足够大的自感电动势升压，不能满足要求，C错误。当U>时，二极管左端电势高于右端，二极管直接导通，能量回收系统直接给动力电池充电；当U<时，断开开关，L产生自感电动势，此时U+>, 二极管正向导通，电流流向电池完成充电，D正确。 4 (2025·北京高三上开学考)如图所示，a、b是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与R相同，且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S，待电路达到稳定后，a、b两灯泡均可发光。由于自感作用，在开关S接通和断开后，灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内)，下列说法中正确的是(　　) A.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反 B.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同 C.S接通后灯泡a先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 D.S接通后灯泡b先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 答案　D 解析　S接通时，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈L电流的增大，则接通S瞬间，干路电流全部通过灯泡b，则灯泡b先达到最亮;当电路稳定后，由于线圈L直流电阻值与R相同，则灯泡a和灯泡b亮度相同;S断开时，由于线圈L产生自感电动势阻碍原电流的减小，且线圈L和灯泡b构成自感回路，灯泡a和R被中间导线短路，所以灯泡a立刻熄灭，灯泡b滞后熄灭，且通过灯泡b的电流方向与原来相反，故D正确。 5.为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后，电路中两支路的电流分别为和。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后（ ） A. 自感线圈所在支路的电流如曲线a所示 B. 自感线圈所在支路的电流如曲线b所示 C. 小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D. 小灯泡逐渐变暗直至熄灭 【答案】AC 【解析】 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曲线a所示，选项A正确，B错误； 由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，选项C正确，D错误。 6. 用电流传感器(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如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡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。下列关于灯泡D中的电流随时间变化情况的图像可能正确的是(　　) 答案　B 解析　闭合开关的瞬间，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，随着自感线圈分流作用增大，灯泡中的电流变小，A、D错误;一段时间后，灯泡的电流稳定在某一值上，当断开开关时，自感线圈产生自感电动势，自感线圈中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，并且灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，B正确，C错误。 7 .(2025·北京大兴模拟)如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮 B.开关S闭合至电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮 C.开关S断开时，c灯立即熄灭，a灯闪亮一下再逐渐熄灭 D.开关S断开时，c灯立即熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭 答案　D 解析　开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感电动势，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮，故A错误;开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，则a与b并联，三个灯泡都有电流流过，a、b、c灯都亮，故B错误;开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，b灯和电阻R串联，则流过a灯的电流Ia大于流过b灯的电流Ib，开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈与b、a灯构成新回路，线圈产生自感电动势阻碍电流Ia减小，流过b、a灯，则a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭，故C错误，D正确。 8 .如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，线圈L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是(　　) A.开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B.开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C.开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D.开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 答案　C 解析　由于二极管具有单向导电性，所以开关S从断开状态突然闭合时，二极管不能导通，L2一直不亮;此时L1、L3和L串联在同一回路中，L产生自感电动势阻碍通过其电流增大，所以通过L1和L3的电流逐渐增大，L1和L3均逐渐变亮，故A、B错误;开关S从闭合状态突然断开时，通过L3的电流立即变为零，所以L3立即熄灭;L产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时自感电动势的方向满足二极管导通的条件，所以L1、L2和L串联在同一回路中，通过L1的电流逐渐减小，L1逐渐熄灭，而由于L2开始时不亮，所以L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，故C正确，D错误。 9 如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流大小相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，流经灯的电流方向改变，故闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出 【答案】AD 【解析】 开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和D2串联，流经灯D1和D2的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故 稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过D2的电流为 故A正确，B错误； 开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D3和D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和D2的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，故C错误； 开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够为D3和D2提供与之前等大电流，故其两端电压为 所以 故D正确。 10 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（　　） A.重新接通电路，A1、A2同时亮 B.重新接通电路，A1逐渐变亮 C.接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭 D.接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭 答案 BC 解析：　重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，故A错误，B正确；接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A1、与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C正确，D错误。 11 如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，线圈L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A.开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B.开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C.开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D.开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 答案 C 解析：　由于二极管具有单向导电性，所以开关S从断开状态突然闭合时，二极管不能导通，L2一直不亮，此时L1、L3和L串联在同一回路中，L产生自感电动势阻碍通过其电流增大，所以通过L1和L3的电流逐渐增大，L1和L3均逐渐变亮，故A、B错误；开关S从闭合状态突然断开时，通过L3的电流立即变为零，所以L3立即熄灭；L产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时自感电动势的方向满足二极管导通的条件，所以L1、L2和L串联在同一回路中，通过L1的电流逐渐减小，L1逐渐熄灭，而由于L2开始时不亮，所以L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，故C正确，D错误。 12.（2025·天津静海一中期末）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（　　） A.P与Q同时熄灭 B.P比Q先熄灭 C.Q闪亮后再熄灭 D.P闪亮后再熄灭 答案 D 解析：　由L的电阻很小，开关S闭合时，Q灯正常发光，P灯微亮，可知断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，通过L的电流大可通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路断开，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭，故选D。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点15 自感现象 知识网络 考点解读 1.概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2.表达式：E=L。 3.自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。 4.通电自感和断电自感的比较 电路图 器材要求 A1、A2同规格，R=RL，L较大 L很大(有铁芯) 通电时 在S闭合瞬间，灯泡A2立即亮起来，灯泡A1逐渐变亮，最终一样亮 灯泡A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定 断电时 回路电流减小，两灯泡均逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向 ①若I2≤I1，灯A逐渐变暗； ②若I2>I1，灯A闪亮后逐渐变暗 两种情况下灯A中电流方向均改变(选填“改变”或“不变”) 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 能力素养提升 分析自感问题的三个技巧 针对性训练 1 （2027上海宝山质检）如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1、A2与电阻R的阻值相同，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计。下列说法中正确的是（　　） A．S闭合时，灯泡A2先亮，稳定后两灯一样亮 B．S闭合时，灯泡A1先亮，稳定后比A2更亮 C．电路稳定后断开S时，流过灯泡A2的电流方向不变 D．电路稳定后断开S时，A2会闪亮一下再慢慢熄灭 2 .(2025·江苏扬州市模拟)如图所示，线圈L的自感系数很大、电阻不计，电阻R1的阻值大于电阻R2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S，下列表示电阻R1的电流I1、电阻R2的电流I2随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 3 （2026张家口二模）智能能量回收系统广泛用于现代新能源汽车上。车辆下坡或制动时，能量回收系统输出的电压根据车辆运动不断变化。当U高于动力电池电压时，可直接给动力电池充电；当U低于时，无法直接充电，该系统通过周期性通断开关，利用电感的电磁感应特性升压，实现“低压向高压”的高效充电。下列电路中，能够满足上述功能的是（　　） A. B. C. D. 4 (2025·北京高三上开学考)如图所示，a、b是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与R相同，且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S，待电路达到稳定后，a、b两灯泡均可发光。由于自感作用，在开关S接通和断开后，灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内)，下列说法中正确的是(　　) A.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反 B.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同 C.S接通后灯泡a先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 D.S接通后灯泡b先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 5.为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后，电路中两支路的电流分别为和。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后（ ） A. 自感线圈所在支路的电流如曲线a所示 B. 自感线圈所在支路的电流如曲线b所示 C. 小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D. 小灯泡逐渐变暗直至熄灭 6. 用电流传感器(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如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡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。下列关于灯泡D中的电流随时间变化情况的图像可能正确的是(　　) 7 .(2025·北京大兴模拟)如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮 B.开关S闭合至电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮 C.开关S断开时，c灯立即熄灭，a灯闪亮一下再逐渐熄灭 D.开关S断开时，c灯立即熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭 8 .如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，线圈L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是(　　) A.开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B.开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C.开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D.开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 9 如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流大小相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，流经灯的电流方向改变，故闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出 10 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（　　） A.重新接通电路，A1、A2同时亮 B.重新接通电路，A1逐渐变亮 C.接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭 D.接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭 11 如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，线圈L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A.开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B.开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C.开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D.开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 12.（2025·天津静海一中期末）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（　　） A.P与Q同时熄灭 B.P比Q先熄灭 C.Q闪亮后再熄灭 D.P闪亮后再熄灭 1 学科网（北京）股份有限公司 $