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1.第六節 互感與自感 一、選擇題1（多選題） （2022浙江模擬） 如圖A所示，為一個電解電容，電容外殼上標注“4.7 F50 V”；圖B為一個標準自感線圈，外殼上標注“1 H”。 下列關于電容器與自感線圈的說法中，正確的選項是（） A 電容器的電容量為4.71012 FB 自感線圈的自感系數為1 HC 在工作電壓為20 V時，電容器的電荷為9.4105 CD 自感線圈的自感電動勢的大小與流過線圈的電流大小有關 分析：選BC 分析圖A可知，電容器的電容量為4.7106 F，故選項A錯誤；自感線圈的自感系數為1H，故選項B正確；根據電荷公式QCU可知，工作電壓為20 V時，電容器的電荷為9.4105 C，故選項C正確；根據電荷公式QCU可知，工作電壓為20 V時，電容器的電荷為9.4105 C，故選項C正確；
2、根據法拉第電磁感應定律自感高中物理，自感線圈的自感電動勢的大小與流過線圈的電流的變化率有關。選項D錯誤。 2、如圖所示為測量線圈直流電阻的電路。假設線圈的自感系數很大，為了保護電流表，實驗結束后，應按如下方式拆卸電路：（）A.斷開開關S1 B.斷開開關S2 C.取下電流表 D.取下電阻 分析：選B。如果先斷開開關S1或先取下電流表或先取下電阻R，由于線圈的自感，會使得線圈與電壓表形成回路，L中原本流過很大的電流，當大電流流過電壓表時，會發熱量過大，導致儀器燒壞。選項A、C、D都是錯誤的。當開關S2先斷開時，線圈沒有閉合回路，不會產生感應電流，選項B正確。3、制作精密電阻時，為消除使用過程中電流變化引起的自感，采用雙線繞制方法，如下圖所示。
3、原因是（ ） A.當電路中電流變化時，兩導線中產生的自感電動勢互相抵消 B.當電路中電流變化時，兩導線中產生的感應電流互相抵消 C.當電路中電流變化時，兩導線中產生的磁通互相抵消 D.以上說法都不正確 分析：選C。由于采用雙線繞制方式，兩根平行導線中的電流方向相反，它們產生的磁通互相抵消，不管導線中電流如何變化，線圈中的磁通始終為零，所以消除了自感現象的影響。 4、為了驗證斷電自感現象，有同學找來一個帶鐵芯的線圈L、一個小燈泡A、一個開關S和一個電池組E，用導線把它們連接起來，組成下圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關S，小燈泡亮；然后打開開關S，小燈泡只有很短的延時才會熄滅。經過多次嘗試，小燈泡仍然沒有像老師演示的那樣閃爍。他很納悶。
4、你苦苦思考了好久還是找不到原因，你認為小燈泡不閃最可能的原因是什么？（）A.電源內阻大B.小燈泡電阻太大C.線圈電阻太大D.線圈自感系數大解析：選C。斷電自感現象中，斷電時線圈與小燈泡組成回路，線圈中儲存的磁場可轉化為電能，線圈相當于電源，自感電動勢E與原電源無關。選項A錯誤；如果小燈泡電阻太大，那么通過線圈的電流很大，在斷電時，可能會看到熄滅現象和小燈泡閃爍現象有明顯的延遲，選項B錯誤；如果線圈的電阻太大，那么通過線圈的電流就小，斷電時只能看到不明顯的延時熄滅現象，小燈泡也不會閃。選項C正確；如果線圈的自感系數很大，那么自感電動勢就很大，可能看到明顯的延時熄滅現象和小燈泡閃動現象。選項D錯誤 5.（20
5.22 南通仿真)下圖所示電路中，三個燈泡A、B、C完全相同，電感L的自感系數很大，它的直流電阻等于固定電阻R，D為理想二極管。 下列判斷中正確的選項是（） A.在開關S閉合的瞬間，燈泡A、C同時亮。 B.在開關S閉合的瞬間，只有燈泡C亮，開關S閉合穩定后，燈泡A、B、C一樣亮。 D.在電路穩定后，在開關S斷開的瞬間，燈泡B、C都閃一會兒后熄滅。 解析：選B。在開關S閉合的瞬間，電感線圈產生自感，阻礙了原有電流的增加，相當于短路，燈泡A慢慢變亮。 二極管具有單向導電性，電流不能從左邊通過。燈泡B不亮，但燈泡C亮。選項A錯誤，選項B正確；開關S閉合穩定后，二極管的單向導電性仍然存在，電流無法通過燈泡B，所以B不亮，而A和C同樣亮，所以選項C錯誤
6、錯誤；電路穩定后，在開關S斷開的瞬間，電感有自感，相當于電源。燈泡B、C并聯，所以B會先亮后滅，而B、C并聯，流過C的電流比電路穩定時的電流小，所以C不能閃，而是逐漸滅。選項D錯誤。 6 如下圖所示，S閉合后，流過線圈L的電流恒定為i1，流過燈泡A的電流恒定為i2，i1i2。S在t1時刻迅速斷開，短時間內流過燈泡的電流隨時間變化的圖形為（） 解析：選D，閉合開關。電路穩定后，流過燈泡的電流i2保持不變。在開關S斷開的瞬間，線圈L阻礙了電流的減小，產生自感。線圈L相當于電源。流過燈泡A的電流從i1逐漸減小，方向與i2相反。選項D正確。7（多選）如下圖所示，電池的電動勢為E，內阻可忽略，線圈
7、自感系數很大，直流電阻可以忽略不計，當開關S閉合時，下列說法正確的選項是（）A.a、b間電壓逐漸增大，最后等于EB。b、c間電壓逐漸增大，最后等于EC。a、c間電壓逐漸增大，最后等于ED。電路中電流逐漸增大，最后等于分析：選BD。由于線圈自感系數很大，當開關閉合時，a、b近似于開路，所以a、b間電壓很大。隨著電流的增大，a、b間電壓減小，b、c間電壓增大，穩定后，a、b間電壓為零，b、c間電壓等于E。電流為I。選項B、D正確，A、C錯誤。 8（2022北京卷）圖1、圖2是教材中演示自感現象的兩張電路圖，L1、L2為電感線圈。實驗中，當開關S1斷開時，燈A1突然閃爍，然后逐漸變暗；當開關S2閉合時，燈A2逐漸變亮，另一只燈
8、同一盞燈A3立即變亮，最后A2和A3的亮度相同。 下列說法正確的選項是（） A 圖1中A1與L1的阻值相同 B 圖1中S1閉合，電路穩定后，A1中的電流大于L1中的電流 C 圖2中可變電阻R的阻值與L2的阻值相同 D 圖2中，在閉合S2的瞬間，L2中的電流等于可變電阻R中的電流 分析：選C 圖1中，斷開開關S1的瞬間，線圈有自感，相當于電源，燈A1突然閃爍，說明當電路穩定時，A1中的電流小于L1中的電流，也就是L1的阻值小于A1的阻值。選項A、B都是錯誤的；圖2中A2和A3最后亮度一樣，說明滑動可變電阻R的阻值和L2的阻值一樣，選項C正確；圖2中在閉合S2的瞬間，L2對電流起阻礙作用，L2中的電流不等于可變電阻R中的電流，選項D錯誤9如下圖所示，電流
9、電源電動勢為E，它的內阻r不可忽略。L1、L2是完全相同的燈泡；線圈L的直流電阻可以忽略不計，電容器的電容量為C。下列說法正確的是（）A.剛接通開關S的瞬間，L1立即亮，L2逐漸變亮B.當開關S閉合后，電路穩定后，燈泡L1、L2的亮度相同C.電路穩定后，斷開S的瞬間，流過燈泡L1的電流方向向右D.電路穩定后，斷開S的瞬間，流過燈泡L2的電流為零解析：選C.在開關閉合的瞬間，L相當于開路，L1、L2串聯在電路中，都有電流，可以看出兩個燈泡同時亮，故A錯誤；穩定后，L相當于一段導線，L1中沒有電流，L2中有電流，兩者亮度不同，所以B錯誤；斷開瞬間，L相當于電源與L1形成一個回路，L1中電流方向向右，所以C正確；電容與L2形成一個回路，斷開瞬間
10、電容中有短暫的放電電流，而L2中的電流不為0，所以D錯誤。 10 如下圖所示，一組用電流傳感器（接計算機，圖中未畫出）在斷電瞬間，記錄燈泡A與自感元件L組成的并聯電路各支路電流的變化，i1表示小燈泡中的電流，i2表示自感元件中的電流（開關S閉合時為i2i1）。則下圖中正確的選項是（） 解析：選C。 斷開開關后，A與L組成閉合的自感回路；電感阻礙了自身電流的變化，產生的感應電流仍按原方向變化，大小逐漸減小；所以開關斷開后，L中電流的方向不變，而A中電流的方向和開始時相反，所以C正確，A、B、D錯誤。二、非選擇題11、如下圖所示，L為自感系數較大的線圈，電源電動勢為6V，開關S閉合，當S斷開時，
11、L中出現自感電動勢E100 V，求此時a、b點間的電位差。分析：當S斷開時，線圈中的自感電動勢對原電流的減小有阻礙作用，所以電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同，即L右端電位高于左端。由于S斷開時a、b點間為開路，相當于有一個很大的電阻。所以整個電路中電動勢引起的電位差都集中在a、b點之間，即b=EE6 V100 V106 V，即a點電位比b點低106 V。答案：106 V12如下圖所示，電源電動勢E為15V，內阻可忽略不計，R15，R215，電感線圈的電阻可忽略不計。求開關S導通時，S導通并達到穩定時自感高中物理，S斷開時流過R1的電流。分析：開關導通瞬間，L所在支路處于開路狀態，流過R1的電流為0。穩定時，
12、L相當于無電阻導體I13，當AS斷開時，R1中的電流仍為I13。A.答：見分析13、下圖是一個觸電保護器，變壓器A用兩股相線（火線）和零線并聯繞成線圈，后接在用電器上，B處有輸出線圈，一旦有電流經過，經放大后能立即驅動繼電器J留學之路，切斷電源。下列哪種情況能起到保護作用？說明原因（1）增加開燈的個數能斷電嗎？（2）雙手觸摸相線和零線能斷電嗎？（3）一手觸摸相線，腳觸地觸電能斷電嗎？分析：（1）不能，因為A處的線圈是雙繞的，增加開燈的個數只會增加電路中的電流。但A中兩根導線中的電流始終大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中的磁通量不變，所以不能推動J切斷電源。 （2）不能。理由同（1）。 （3）能，因為電流經過人體后流入大地，使得A中的兩根電流大小不等，B中的磁通量發生變化，B中產生感應電流，推動J切斷電源。 答：看分析