高中物理自感和互感练习题附答案

　　在实际电路中,磁场的变化通常是由于电流的变化而引起的,对互感和自感现象的研究就是要找出感生电动势与线圈中电流变化之间的关系。下面是小编为你整理的高中物理自感和互感练习题附答案，一起来看看吧！

高中物理自感和互感练习题附答案

　　（40分钟 50分）

　　一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分）

　　1.如图所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中（）

　　A.灯泡变亮，螺线管缩短

　　B.灯泡变暗，螺线管缩短

　　C.灯泡变亮，螺线管伸长

　　D.灯泡变暗，螺线管伸长

　　2.（多选）某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有（）

　　A.第1s末 B.第2s末

　　C.第3s末 D.第4s末

　　3.如图是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL<R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到（）

　　A.灯泡立即熄灭

　　B.灯泡逐渐熄灭

　　C.灯泡有明显的闪亮现象

　　D.只有在RL>R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象

　　4.如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（）

　　A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电

　　B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电

　　C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电

　　D.由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电

　　5.（多选）（2013湛江高二检测）如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，电阻均为R，R0是电阻箱，L是自感系数较大的线圈。当S闭合，调节R0的阻值使电路稳定时，A、B亮度相同。则在开关S断开时，下列说法中正确的是（）

　　A.B灯泡立即熄灭

　　B.A灯泡一定将比原来更亮一些后再熄灭

　　C.若R0=R，则A灯泡立即熄灭

　　D.有电流通过A灯泡，方向为b→a

　　6.如图所示，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，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（）

　　A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些

　　B.闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些

　　C.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

　　D.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

　　二、非选择题（14分）

　　7.（能力挑战题）如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，A、B间的电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。

　　（1）求出线圈L的电阻RL；

　　（2）在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？

　　（3）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？

　　答案解析

　　1.【解析】选D。当插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗。线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，因电流减小，各匝之间相互吸引力减小，螺线管伸长，故D正确。

　　2.【解析】选B、D。在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的'方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反。在0～1s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3s、3～4s内可得正确选项为B、D。

　　3.【解析】选C。S闭合，电路稳定时，由于RLIR，S断开瞬间，流过线圈的电流IL要减小，在L上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流IR随着开关断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流IL通过灯泡，由于IL>IR，因此灯泡开始有些明显闪亮，C正确，A、B错；若RL>R时IL<IR，不会有明显的闪亮现象，D错。

　　4.【解析】选A。S闭合瞬间，L中电流增大，产生自感现象，阻碍电流的增大，此时通过L的瞬时电流很小，电源给电容器充电，所以A板带正电，B板带负电，A正确；S保持闭合，电路中电流稳定，L的电阻为零，电容器两端电压为零，不带电，B错误；S断开瞬间，电路中电流减小，L中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向自上向下，在L和C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C错误，D也错误。

　　5.【解析】选A、D。开关S闭合时，两灯泡亮度相同，说明A、L并联电路与B、R0并联电路电阻相等，故线圈L的电阻等于R0。开关S断开时，由于线圈自感及线圈L与灯泡A构成回路，流经线圈L的电流由原大小和方向开始在此回路中逐渐减小，只有当R0IA，灯泡A将比原来更亮一些后再熄灭，所以灯泡A是否闪亮一下不能确定，但流经灯泡A的电流方向为b→a，D对，B、C错误；由于灯泡B与R0并联，在开关断开时电流立即为0，B灯立即熄灭，A项正确。

　　【变式备选】（多选）如图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S，使电路达到稳定，电灯D发光，则（）

　　A.在电路甲中，断开S，电灯D将渐渐变暗

　　B.在电路甲中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗

　　C.在电路乙中，断开S，电灯D将渐渐变暗

　　D.在电路乙中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗

　　【解析】选A、D。甲图中，电灯D与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯D的电流不变，以后电流渐渐变小。因此，电灯渐渐变暗，A对B错；乙图中，电灯D所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小（因为电感线圈的电阻很小），断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给电灯D供电。因此，反向流过电灯D的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先闪亮一下，然后渐渐变暗，C错D对。

　　6.【解题指南】（1）分析自感电流的大小时，应注意“电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计”这一关键语句；

　　（2）电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；

　　（3）电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小。

　　【解析】选D。由于灯泡LA与线圈L和电阻R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，A、B项错误；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些；当S断开的瞬间，线圈L产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。

　　7.【解析】（1）由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0=1.5A，

　　由欧姆定律得I0=，

　　解得RL=-R=2.0Ω。

　　（2）断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左。

　　（3）由题图可知，t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的电流I=0.3A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得

　　E=I（RL+R+R1）=0.3×（2.0+2.0+6.0）V=3.0V。

　　答案：（1）2.0Ω（2）电灯中的电流方向自右向左

　　（3）3.0V

　　【总结提升】通、断电自感现象的判断技巧

　　（1）通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加。

　　（2）断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小。

　　（3）电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻时就相当于一根导线。