第二章 四、互感和自感

第1题 (多选题) 难度 - 基础题 :

(多选)下列关于互感现象的说法正确的是(  )

解析:

一个线圈中的电流变化时,与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象,故A正确;互感现象的实质是电磁感应现象,同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律,故B正确;利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈,所以人们制造了收音机的“磁性天线”,故C正确;互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,会影响电力工程以及电子电路中电路的正常工作,故D错误。

第2题 (单选题) 难度 - 基础题 :

关于线圈的自感系数,下面说法正确的是(  )

解析:

由自感电动势公式ELΔIΔt知,自感电动势不仅与自感系数有关,还与电流变化快慢有关,故A错误;线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定,与电流无关,故B、D错误,C正确。

第3题 (单选题) 难度 - 基础题 :

(2024·浙江培优联盟高二期中)如图所示,图中电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,电阻R2的阻值大于R1,则电路接通稳定后,断开开关S时(  )

解析:

电路接通稳定后,断开开关S时,由于电感线圈的自感作用,电路中的电流不能立即减为0,该电流将在新的回路中逐渐减为0,即LA、LB“慢慢”熄灭,由于断开开关前稳定时通过灯泡LA的电流大于通过灯泡LB的电流,则LB闪亮后才“慢慢”熄灭。故选D。

第4题 (单选题) 难度 - 基础题 :

如图,李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。刘伟为了使李辉测量方便,没有注意操作的规范,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度,李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟突然惊叫起来,觉得有电击感。李辉很奇怪,用手摸摸线圈两端,没有什么感觉,再摸摸多用电表的两支表笔,也没有什么感觉。关于这个过程,下列说法正确的是(  )

解析:

在电流变化时线圈才会产生自感电动势,回路接通的状态时回路中电流不变化,线圈两端不会产生感应电动势。当回路断开时电流要立即减小到零,但由于线圈的自感现象会产生感应电动势,则线圈两端会对人产生电击感,故A错误;由题意可知,刘伟能感觉到电击感,说明线圈产生了自感电动势,即两手之间瞬间有高电压,从而形成自感电流,故B正确;刘伟受到电击的同时,多用电表不可能被烧坏,因为多用电表已断开,故C错误;当李辉触摸线圈两端时,线圈中已无电流,不再有自感电动势,所以没有什么感觉,故D错误。

第5题 (单选题) 难度 - 基础题 :

(2024·宁波市九校高二期末)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1.5 V的干电池、导线、开关、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。设开关闭合稳定后线圈中的电流为I0,下列说法正确的是(  )

解析:

断开开关时,由于线圈的电流减小而产生自感电动势,而阻碍电流的减小,只是电流减小得慢一些,不会突然增大,故A错误;开关闭合时,由于电源为1.5 V的干电池,所以流过人体的电流很小,当断开开关时,多匝线圈电流产生自感现象,从而产生较大的自感电动势,人会有触电感觉,此时人与线圈组成一个闭合回路,流过人体的电流与流过线圈的电流相等,电流从最大电流I0逐渐减小到零,故B正确,D错误;当断开开关时,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BA,故C错误。

第6题 (单选题) 难度 - 基础题 :

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(  )

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的磁通量减小变慢,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中不会产生感应电流,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错误。

第7题 (单选题) 难度 - 中档题 :

在如图所示的电路中,L是自感线圈,A是灯泡。下列关于这个电路及现象的分析正确的是(  )

解析:

合上开关S,A立即变亮,由于线圈的自感现象,线圈中对电流的阻碍作用逐渐减小,相当于并联部分电阻逐渐减小,干路电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,灯泡逐渐变暗,A、B错误;断开S瞬间,电源中电流立即消失,线圈中产生一个阻碍线圈中电流减小的感应电动势,若A闪亮一下后熄灭,说明开关断开前线圈中的电流大于A中电流,C错误;合上S瞬间,由于线圈将一部分电场能转化为磁场能储存起来,且电源内阻也消耗电功率,所以电源的电功率大于灯泡A和线圈L的热功率之和,D正确。

第8题 (单选题) 难度 - 中档题 :

(2024·台州市台金七校联盟高二期中)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,而直流电阻值小于灯泡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tt1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(  )

解析:

闭合S瞬间,线圈中产生自感电动势阻碍电流增加,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;因为线圈的直流电阻值小于灯泡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。tt1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,与原来电流方向相反,且逐渐减小。则A图符合题中情况。

第9题 (单选题) 难度 - 中档题 :

(2024·嘉兴高级中学高二调研)如图所示的电路中,L1、L2、L3是三个相同的灯泡,电感线圈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(  )

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、L3L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、L2L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,然后逐渐变暗熄灭,故C错误,D正确。

第10题 (单选题) 难度 - 中档题 :

如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器,电源内阻不计,下列说法正确的是(  )

解析:

题图甲中,闭合开关S时,L的自感系数很大,对电流的阻碍能力较强,所以灯泡A逐渐变亮,B立即变亮,A错误;题图甲中,闭合开关S足够长时间后再断开,自感线圈与灯泡A、B组成闭合回路,回路中的电流逐渐减小,灯泡A、B逐渐变暗,最后同时熄灭,B正确;题图乙中,闭合开关S足够长时间后,灯泡A被短路,灯泡A不发光,电容器充电完成,灯泡B发光,C错误;题图乙中,闭合开关S足够长时间后再断开,电容器和灯泡B形成回路并开始放电,放电形成的电流与原本通过灯泡B的电流方向相同,电流逐渐减小,最后变为零,D错误。