1、互感和自感练案5 基础夯实 一、选择题(15题为单选题，6、7题为多选题)1关于线圈自感系数的说法，错误的是( A)A自感电动势越大，自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D电感是自感系数的简称解析：自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁芯时，自感系数显著增大，故 A选项错误，B、C选项正确；同时，自感系数简称为电感，故D选项也正确。2在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是(C)A当电路中电流变化时，两
2、股导线中产生的自感电动势互相抵消B当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消D以上说法均不正确解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确。3关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是(D)A当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大C自感电动势与原电流方向相反D对于
3、确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比解析：自感系数是描述线圈特性的物理量，只与线圈本身有关。当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项 A错误。线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈中的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误。根据楞次定律，自感电动势方向与电流变化的方向相反。当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C错误。对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的
4、自感电动势与其电流变化率成正比，选项D正确。4在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通稳定工作后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际(B)AG1指针向左摆，G2指针向右摆BG1指针向右摆，G2指针向左摆CG1、G2的指针向左摆DG1、G2的指针向右摆解析：电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，所以含有电感线圈的支路的电流从“”接线柱流入G1指针向右摆。含有电阻的支路电流从“”接线柱流入G2指针向左摆。故B正确，A、C、D错误，故
5、选B。5在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是(D)解析：闭合S时，二极管处于反向截止状态，不影响电路正常工作。断开S时，由于自感现象，线圈跟二极管D组成闭合回路，此时二极管处于正向导通，可以避免电弧的产生，故D选项正确。6如图所示，线圈L的自感系数很大，其直流电阻可以忽略，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(BD)A当开关S闭合时，L1立刻变亮，L2逐渐变亮
6、，最后两灯一样亮B当开关S闭合时，L1、L2两灯同时亮，以后L2灯更亮，L1灯熄灭C当开关S断开时，L1、L2立即同时熄灭D当开关S断开时，L2立即熄灭，L1亮一会儿才熄灭解析：当S闭合时，产生通电自感，此时L中没有电流通过，电路相当于L1和L2串联。随后，L会将L1逐渐短路，同时L2中电流会逐渐增大，故B对。当S断开时，产生断电自感，L相当于电源且只对L1放电，故D对。7如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，A和B是两个完全相同的小灯泡。将电键S闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键S断开，则下列说法中正确的是(BC)AS闭合瞬间，两灯同时亮，且亮度始终相同BS闭合瞬间，A
7、灯先亮，B灯后亮，最后两灯亮度一样CS断开时，两灯都慢慢熄灭DS断开时，A灯立即熄灭，B灯闪一下再慢慢熄灭解析：S闭合瞬间，A灯先亮，由于自感线圈对电流的阻碍作用，B灯后亮，最后两灯亮度一样，选项 A错误，选项B正确；S断开时，由于自感线圈阻碍电流减小，两灯会慢慢熄灭，选项C正确，选项D错误。综上本题选BC。二、非选择题8如图李辉用多用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。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用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
8、怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两只表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？答案：由于产生断电自感电动势，并且电动势比较大，故刘伟有被电击感觉，一旦放电完毕，电动势瞬间消失，李辉无任何感觉也就不足为怪了。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1(2019福建省莆田第一中学高二上学期期末)如图所示电路中，开关S原先闭合，电路处于稳定状态时，通过两电阻的电流大小分别为I1，I2，已知R1R2，不计线圈L的直流电阻，为理想电流表。在某一时刻突然断开开关S，则通过电流表的电流I随时间t变化的图线可能是下图中的(D)解析：S断开后的瞬间L与R1构成闭合回路，流过电流表的电
9、流反向且从I2开始减小，故D项正确。2(2019福建宁德总分一级达标中学高二下学期期中)如图所示，AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成，设电流大小为I1；CD支路由电阻R和电流表 A2串联而成，设电流大小为I2，两支路直流电阻阻值相同，在接通开关S和断开开关S的瞬间，以下说法正确的是( A)AS接通瞬间I1I2；断开瞬间I1I2BS接通瞬间I1I2CS接通瞬间I1I2；断开瞬间I1I2；断开瞬间I1I2解析：如题图所示，当S接通瞬间，通过线圈L的电流要增加，则线圈会产生感应电动势阻碍电流的增加，从而使得电流慢慢增加，故I1I2；当S断开瞬间，通过线圈L的电流要减小，则线圈会产生感应电动势
10、阻碍电流的减小，从而使得电流慢慢减小，但两电流表串联，故电流相等，即I1I2，故 A正确。3如图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是(C)AS1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光BS1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光CS3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光解析：当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的电压值，日光灯不能发光，选项 A错误。当S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误
11、。当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误。当只有S1、S2接通，通过镇流器的电流很大，再断开S2，镇流器中会产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管中的气体导电，日光灯正常发光，选项C正确。4如图所示，是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则(BC)A由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D如果断开B线圈的开关S2，延时将变长解析：线圈A中的磁
12、场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失。当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以选项B正确，选项A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以选项C正确，选项D错误。5如图所示的电路中，L为电感量足够大的理想电感，C是电容量足够大的理想电容，R1、R2是阻值大小合适的相同电阻，E是内阻不计的直流电源。G1、G2是两个零刻度在中央的相同的灵敏电流计，且当电流从哪一侧接线柱流入时，指针即向哪一侧偏转，对该电路下列判断正确的是(BD)A开关S闭合的瞬间，两电流
13、计将同时发生明显的偏转B开关S闭合的瞬间，仅电流计G1发生明显地偏转C开关S闭合电路稳定后，两电流计均有明显不为零的恒定示数D电路稳定后再断开电键S，此后的短时间内，G1的指针将向右偏转，G2的指针将向左偏转解析：由于L为电感量足够大的理想电感，C为电容量足够大的理想电容，故开关S闭合的瞬间，由于L的自感，相当于断路，而电容器处于充电状态，故G1中的电流明显大于G2中的电流，故 A错B正确。电路稳定后G1被短路，故C错误；断开S后，L通过G1放电，电容C通过G2放电，选项D正确。6(2019天津七校高二上学期期末联考)在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为
14、RL，则下列说法正确的是(AB)A合上开关后，b、c先亮，a后亮B合上开关一会儿后断开开关时，N点电势高于M点C合上开关一会儿后断开开关，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D合上开关一会儿后断开开关，c马上熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭解析：开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故 A正确；合上开关一会儿后，线圈中电流逐渐稳定，断开开关的瞬间，由线圈中产生自感电动势，L和a、b组成的回路中有电流，电流的方向与L中原来电流的方向相同，方向为LNbMaL，可知N点电势高于M点，故B正确；合上开
15、关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，a的电流小于b，断开开关S的瞬间，L和a、b组成的回路中有电流，导致a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，马上熄灭，由于原来a的电流小于b，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以两灯都不会闪亮，故C、D错误。二、非选择题7如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理由。(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？(2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？(3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？答案：(1)不能(2)不能(3)能解析：(1)不能。因A处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，不能产生感应电流，故不能推动J切断电源。(2)不能。理由同(1)。(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火线的电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。