【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理人教版選修3-2同步訓(xùn)練：4.9-互感和自感

對(duì)互感現(xiàn)象的理解1．如圖497甲所示，A、B兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上，A環(huán)中電流iA隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖497乙所示，下列說(shuō)法中正確的是()圖497A．t1時(shí)刻，兩環(huán)作用力最大B．t2和t3時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引C．t2時(shí)刻兩環(huán)相互吸引，t3時(shí)刻兩環(huán)相互排斥D．t3和t4時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引解析t1時(shí)刻感應(yīng)電流為零，故兩環(huán)作用力為零，則A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻A環(huán)中電流在減小，則B環(huán)中產(chǎn)生與A環(huán)中同向的電流，故相互吸引，B正確；t3時(shí)刻同理也應(yīng)相互吸引，故C也錯(cuò)；t4時(shí)刻A中電流為零，兩環(huán)無(wú)相互作用．D錯(cuò)．答案B對(duì)通電自感、斷電自感現(xiàn)象的分析圖4982．如圖498所示的電路中A1和A2是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線(xiàn)圈，其阻值與R相同．在開(kāi)關(guān)S接通和斷開(kāi)時(shí)，燈泡A1和A2亮暗的挨次是()A．接通時(shí)A1先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)A1后滅B．接通時(shí)A2先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)A1后滅C．接通時(shí)A1先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)A1先滅D．接通時(shí)A2先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)A2先滅解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，A1和A2同時(shí)亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過(guò)線(xiàn)圈的電流由零變大時(shí)，線(xiàn)圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，使通過(guò)線(xiàn)圈的電流從零開(kāi)頭漸漸增加，所以開(kāi)頭時(shí)電流幾乎全部從A1通過(guò)，而該電流又將同時(shí)分兩路通過(guò)A2和R，所以A1先達(dá)最亮，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電路穩(wěn)定后，A1和A2達(dá)到一樣亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電源電流馬上為零，因此A2馬上熄滅，而對(duì)A1，由于通過(guò)線(xiàn)圈的電流突然減小，線(xiàn)圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，使線(xiàn)圈L和A1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流，所以A1后滅．答案A3．如圖499所示，帶鐵芯的電感線(xiàn)圈的電阻與電阻器R的阻值相同，A1、A2是兩個(gè)完全相同的電流表，則下列說(shuō)法中正確的是()圖499A．閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù)B．閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)C．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù)D．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)解析開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，線(xiàn)圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，所以此時(shí)電流表A1中電流小于電流表A2中電流，A項(xiàng)正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線(xiàn)圈L與A1、A2和R構(gòu)成回路，線(xiàn)圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，所以A1、A2中電流也漸漸減小，但始終相等，D項(xiàng)正確．答案AD對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解4．關(guān)于線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法中正確的是()A．電感肯定時(shí)，電流變化越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大B．電感肯定時(shí)，電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大C．通過(guò)線(xiàn)圈的電流為零的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)為零D．通過(guò)線(xiàn)圈的電流為最大值的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)最大解析電感肯定時(shí)，電流變化越快，eq\f(ΔI,Δt)越大，由E＝Leq\f(ΔI,Δt)知，自感電動(dòng)勢(shì)越大，A錯(cuò)，B對(duì)；線(xiàn)圈中電流為零時(shí)，電流的變化率不肯定為零，自感電動(dòng)勢(shì)不肯定為零，故C錯(cuò)；當(dāng)通過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，電流的變化率為零，自感電動(dòng)勢(shì)為零，故D錯(cuò)．答案B

(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)互感現(xiàn)象的理解1.圖4910在圖4910中，線(xiàn)圈M和線(xiàn)圈P繞在同一鐵芯上，則()A．當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線(xiàn)圈P里沒(méi)有感應(yīng)電流B．當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線(xiàn)圈P里有感應(yīng)電流C．當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線(xiàn)圈P里沒(méi)有感應(yīng)電流D．當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線(xiàn)圈P里有感應(yīng)電流解析閉合與斷開(kāi)S的瞬間，P內(nèi)的磁通量都會(huì)發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生．答案BD圖49112．如圖4911所示，是一種延時(shí)開(kāi)關(guān)的原理圖，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線(xiàn)路接通；當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放．則()A．由于A線(xiàn)圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B．由于B線(xiàn)圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C．假如斷開(kāi)B線(xiàn)圈的開(kāi)關(guān)S2，無(wú)延時(shí)作用D．假如斷開(kāi)B線(xiàn)圈的開(kāi)關(guān)S2，延時(shí)將變長(zhǎng)解析線(xiàn)圈A中的磁場(chǎng)隨開(kāi)關(guān)S1的閉合而產(chǎn)生，隨S1的斷開(kāi)而消逝．當(dāng)S1閉合時(shí)，線(xiàn)圈A中的磁場(chǎng)穿過(guò)線(xiàn)圈B，當(dāng)S2閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，線(xiàn)圈A在線(xiàn)圈B中的磁場(chǎng)變?nèi)酰€(xiàn)圈B中有感應(yīng)電流，B中電流的磁場(chǎng)連續(xù)吸引D而起到延時(shí)的作用，所以B正確A錯(cuò)誤；若S2斷開(kāi)，線(xiàn)圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流而起不到延時(shí)作用，所以C正確D錯(cuò)誤．答案BC題組二對(duì)通、斷電自感現(xiàn)象的分析圖49123．如圖4912是用于觀(guān)看自感現(xiàn)象的電路圖，設(shè)線(xiàn)圈的自感系數(shù)較大，線(xiàn)圈的直流電阻RL與燈泡的電阻R滿(mǎn)足RL?R，則在開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)的瞬間，可以觀(guān)看到()A．燈泡馬上熄滅B．燈泡漸漸熄滅C．燈泡有明顯的閃亮現(xiàn)象D．只有在RL?R時(shí)，才會(huì)看到燈泡有明顯的閃亮現(xiàn)象解析S閉合電路穩(wěn)定時(shí)，由于RL?R，那么IL?IR，S斷開(kāi)的瞬時(shí)，流過(guò)線(xiàn)圈的電流IL要減小，在L上產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的減小，通過(guò)燈原來(lái)的電流IR隨著開(kāi)關(guān)斷開(kāi)變?yōu)榱?，而燈與線(xiàn)圈形成閉合回路，流過(guò)線(xiàn)圈的電流IL通過(guò)燈泡，由于IL?IR，因此燈開(kāi)頭有明顯的閃亮，C正確，A、B錯(cuò)誤．若RL?R，則IL?IR，這樣不會(huì)有明顯的閃亮，D錯(cuò)．答案C4.圖4913如圖4913所示，L為一純電感線(xiàn)圈(即電阻為零)．A是一燈泡，下列說(shuō)法正確的是()A．開(kāi)關(guān)S接通瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡B．開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡C．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡D．開(kāi)關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡中均有從a到b的電流，而在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡中有從b到a的電流解析開(kāi)關(guān)S接通瞬間，燈泡中的電流從a到b，線(xiàn)圈由于自感作用，通過(guò)它的電流將漸漸增加．開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線(xiàn)圈對(duì)電流無(wú)阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無(wú)電流通過(guò)．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，由于線(xiàn)圈的自感作用，線(xiàn)圈中原有向右的電流將漸漸減小，線(xiàn)圈和燈泡形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流．答案B5．在如圖4914所示的甲、乙電路中，電阻R和燈泡電阻值相等，自感線(xiàn)圈L的電阻值可認(rèn)為是零．在接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，則()圖4914A．在電路甲中，A將漸漸變亮B．在電路甲中，A將先變亮，后漸漸變暗C．在電路乙中，A將漸漸變亮D．在電路乙中，A將由亮漸漸變暗，后熄滅解析在電路甲中，當(dāng)接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，通過(guò)與燈泡相連的自感線(xiàn)圈的電流突然增加，由于線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象，開(kāi)頭時(shí)，自感線(xiàn)圈產(chǎn)生一個(gè)很大的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙電流的流入，流入燈泡的電流很?。缓髞?lái)由于電流的不斷流入，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流變化漸漸變慢，所以自感線(xiàn)圈的阻礙作用漸漸減小；當(dāng)流過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，自感線(xiàn)圈就沒(méi)有阻礙作用，所以通過(guò)燈泡的電流只能漸漸增加，故A選項(xiàng)正確；在電路乙中，當(dāng)接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流突然增加，由于線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象，開(kāi)頭時(shí)，自感線(xiàn)圈就產(chǎn)生一個(gè)很大的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙電流的流入，流入線(xiàn)圈電流很小(可認(rèn)為是零)，電路中的電流可以認(rèn)為都是從燈泡通過(guò)的，以后自感線(xiàn)圈的阻礙作用漸漸減小，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流漸漸增加，而通過(guò)燈泡的電流漸漸減小，直到流過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，自感線(xiàn)圈就沒(méi)有阻礙作用，又由于自感線(xiàn)圈L的電阻值可認(rèn)為是零，所以通過(guò)燈泡的電流可以認(rèn)為是零，故D選項(xiàng)正確．答案AD圖49156．如圖4915所示，電感線(xiàn)圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽視不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，且在下列試驗(yàn)中不會(huì)燒毀，電阻R2阻值約等于R1的兩倍，則()A．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA、LB同時(shí)達(dá)到最亮，且LB更亮一些B．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA、LB均漸漸亮起來(lái)，且LA更亮一些C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA漸漸熄滅，LB馬上熄滅D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA漸漸熄滅，LB閃亮后才漸漸熄滅解析由于燈泡LA與線(xiàn)圈L串聯(lián)，燈泡LB與電阻R2串聯(lián)，當(dāng)S閉合的瞬間，通過(guò)線(xiàn)圈的電流突然增大，線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增加，所以L(fǎng)B比LA先亮，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于LA所在的支路電阻阻值偏小，故穩(wěn)定時(shí)電流大，即LA更亮一些，當(dāng)S斷開(kāi)的瞬間，線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，兩燈組成的串聯(lián)電路中，電流從線(xiàn)圈中電流開(kāi)頭減小，即從IA減小，故LA漸漸熄滅，LB閃亮后才漸漸熄滅，C錯(cuò)誤，D正確．答案D7.圖4916如圖4916所示，E為電池，L是電阻可忽視不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線(xiàn)圈，D1、D2是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡，S是把握電路的開(kāi)關(guān)．對(duì)于這個(gè)電路，下列說(shuō)法中正確的是()A．剛閉合S的瞬間，通過(guò)D1、D2的電流大小相等B．剛閉合S的瞬間，通過(guò)D1、D2的電流大小不相等C．閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后，D1熄滅，D2比S剛閉合時(shí)亮D．閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后，再將S斷開(kāi)的瞬間，D2馬上熄滅解析閉合S的瞬間，由于線(xiàn)圈的阻礙作用，通過(guò)D1，D2的電流大小相等，A正確，B錯(cuò)誤．閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后，D1中無(wú)電流通過(guò)，D1熄滅，回路的電阻減小，電流增大，D2比S剛閉合時(shí)亮，C正確；閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后，再將S斷開(kāi)的瞬間，D2中無(wú)電流，馬上熄滅，D正確．故選ACD.答案ACD8.圖4917如圖4917所示的電路可用來(lái)測(cè)定自感系數(shù)較大的線(xiàn)圈的直流電阻，線(xiàn)圈兩端并聯(lián)一個(gè)電壓表，用來(lái)測(cè)量自感線(xiàn)圈兩端的直流電壓，在試驗(yàn)完畢后，將電路拆去時(shí)應(yīng)()A．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1B．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2C．先拆去電流表D．先拆去電阻R解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S1，S2閉合穩(wěn)定時(shí)，線(xiàn)圈中的電流由a→b，電壓表V右端為“＋”極，左端為“－”極，指針正向偏轉(zhuǎn)，先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1或先拆去電流表A或先拆去電阻R的瞬間，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于瞬間電源，其a端相當(dāng)于電源的負(fù)極，b端相當(dāng)于電源的正極，此時(shí)電壓表V上加了一個(gè)反向電壓，使指針?lè)雌?，若反偏電壓過(guò)大，會(huì)燒壞電壓表V，故應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，故選B.答案B9.圖4918某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵芯的線(xiàn)圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線(xiàn)將它們連接成如圖4-9-18所示的電路．檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)消滅的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出緣由．你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的緣由是()A．電源的內(nèi)阻較大B．小燈泡電阻偏大C．線(xiàn)圈電阻偏大D．線(xiàn)圈的自感系數(shù)較大解析依據(jù)實(shí)物連線(xiàn)圖畫(huà)出正確的電路圖，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定之后，小燈泡中有穩(wěn)定的電流IA，自感線(xiàn)圈中有穩(wěn)定的電流IL，當(dāng)開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)時(shí)，電流IA馬上消逝，但是，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，流過(guò)線(xiàn)圈的電流IL不能突變，而是要連續(xù)流淌，于是，自感線(xiàn)圈和小燈泡構(gòu)成了回路，假如IL>IA，則能觀(guān)看到小燈泡閃亮一下再熄滅，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，小燈泡延時(shí)閃亮的時(shí)間就越長(zhǎng)．假如不滿(mǎn)足IL>IA的條件，小燈泡只是延時(shí)熄滅，不會(huì)觀(guān)看到閃亮一下再熄滅．可見(jiàn)燈泡未閃亮的根本緣由是不滿(mǎn)足IL>IA的條件，這是線(xiàn)圈電阻偏大造成的．故C正確．答案C題組三自感現(xiàn)象中的圖象問(wèn)題10.圖4919在如圖4919所示的電路中，開(kāi)關(guān)S是閉合的，此時(shí)流過(guò)線(xiàn)圈L的電流為i1，流過(guò)燈泡A的電流為i2，且i1＞i2.在t1時(shí)刻將S斷開(kāi)，那么流過(guò)燈泡A的電流隨時(shí)間變化的圖象是圖中的哪一個(gè)()解析開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，L與A并聯(lián)，其電流分別為i1和i2，方向都是從左向右．在斷開(kāi)S的瞬間，燈A中原來(lái)從左向右的電流i2馬上消逝，但燈A與線(xiàn)圈L組成一閉合回路，由于L的自感作用，其中的電流i1不會(huì)馬上消逝，而是在回路中漸漸減弱，這段時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過(guò)．這時(shí)通過(guò)A的電流是從i1開(kāi)頭減弱，由于i1＞i2，故正確選項(xiàng)為D.答案D11．在如圖4920所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線(xiàn)圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開(kāi)S.若t′時(shí)刻再閉合S，則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過(guò)L1的電流i1、流過(guò)L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是()圖4920解析與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)的L2，沒(méi)有自感，直接變亮，電流變化圖象如A中圖線(xiàn)，C、D錯(cuò)誤．與帶鐵芯的電感線(xiàn)圈串聯(lián)的L1，由于自感，電流漸漸變大，A錯(cuò)誤，B正確．答案B題組四對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解12．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)線(xiàn)圈中電流不變時(shí)，線(xiàn)圈中沒(méi)有自感電動(dòng)勢(shì)B．當(dāng)線(xiàn)圈中電流反向時(shí)，線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線(xiàn)圈中原電流的方向相反C．當(dāng)線(xiàn)圈中電流增大時(shí)，線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線(xiàn)圈中電流的方向相反D．當(dāng)線(xiàn)圈中電流減小時(shí)，線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線(xiàn)圈中電流的方向相反解析線(xiàn)圈中電流不變時(shí)，自身電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量不變，線(xiàn)圈中不行能產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A正確．當(dāng)線(xiàn)圈中電流反向時(shí)，若電流強(qiáng)度不變，則不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)線(xiàn)圈中電流增大時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量增大，依據(jù)楞次定律和右手定則可推斷自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反，選項(xiàng)C正確；同理可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AC13．在制作精密電阻時(shí)，為了清除