1、互感和自感一、单项选择题1关于线圈的自感系数,下面说法正确的是(D)A线圈的自感系数越大,自感电动势就一定越大B线圈中电流等于零时,自感系数也等于零C线圈中电流变化越快,自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定解析:自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定,故B、C错,D对;自感电动势不仅由自感系数决定,还与电流变化快慢有关,故A错2在同一铁芯上绕着两个线圈A、B,两电源相同,单刀双掷开关原来接在点1,现在把它从点1扳向点2,如图所示,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是(A)A先是PQ,再是QPB先是QP,再是PQC始终是QPD始终是PQ解析:单刀双掷开关
2、接在点1上时,A线圈中的电流恒定不变,在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左当单刀双掷开关由点1扳向点2的过程中,通过线圈A中的电流,先沿原方向减小到零,再由零增大到原电流值,所以B中产生的感应电流分两个阶段分析:(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中,A的磁场自右向左也跟着减弱,导致穿过线圈B的磁通量在减小由楞次定律知,线圈B中会产生右上左下的感应电流,即流过电阻R的电流方向是PQ;(2)在A中电流由零增大到原方向的电流的过程中,A的磁场自右向左也跟着增强,导致穿过线圈B的磁通量在增大由楞次定律知,线圈B中会产生左上右下的感应电流,即通过电阻R的电流方向是QP.综上分析知,全过程中流过电阻
3、R的电流方向先是PQ,然后是QP,所以A对3如图所示,线圈L的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计,电路中两个电阻的阻值均为R,开始时开关S断开,此时电路中电流为I0.现将开关S闭合,线圈L中有自感电动势产生,下列说法中正确的是(D)A由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由I0减小到零B由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终小于I0C由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流将保持I0不变D自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终还要增大到2I0解析:当开关S闭合时,通过线圈的电流增大,在线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍电流的增大,但“阻碍”不是“阻止”,“阻碍”实质
4、上是“延缓”,电路中的电流不会立刻变为2I0,但最终仍会增大到2I0.选项D正确4如图所示,电路中A1、A2是完全相同的两只灯泡,L是电阻不计的电感线圈,下列说法中正确的是(D)A当开关S闭合时,A1灯先亮,A2灯后亮B当开关S闭合时,A1、A2两灯同时亮,以后两灯一样亮C当开关S断开时,A1、A2两灯同时熄灭D当开关S断开时,A2先熄灭,A1闪亮一下熄灭解析:S闭合时,A1、A2同时亮,以后A1熄灭当开关S断开时,L与灯泡A1组成回路,由于自感,L中的电流由原来数值逐渐减小,电流方向不变,A1灯熄灭要慢;A2灯电流瞬间消失,立即熄灭,正确的选项为D.5如图所示,是测定自感系数很大的线圈L的直
5、流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测定自感线圈的直流电压,在测定完毕后,将电路拆卸时应(B)A先断开S1 B先断开S2C先拆除电流表 D先拆除电阻R解析:因S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2,B正确,A错误不能在通电状态下拆除电阻和电流表,因此C、D错误二、多项选择题6关于自感系数,下列说法正确的是(AB)A其他条件相同,线圈越长自感系数越大B其他条件相同,线圈匝数越多自感系数越大C其他条件相同,线圈越细自感系数越大D其他条件相同,有铁芯的比没有铁芯的其自感系数越小解析:线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定,即与长度、形状、
6、匝数和是否有铁芯都有关7如图所示,E为电池组,L是自感线圈(直流电阻不计),D1、D2是规格相同的小灯泡下列判断正确的是(BC)A开关S闭合时,D1先亮,D2后亮B闭合S达稳定时,D1熄灭,D2比起初更亮C断开S时,D1闪亮一会D断开S时,D1、D2均不立即熄灭解析:开关S闭合时D1,D2同时亮,电流从无到有,线圈阻碍电流的增加,A错闭合S达稳定时D1被短路,电路中电阻减小,D2比起初更亮,B对断开S时,线圈阻碍电流减小,故D1会闪亮一下,而D2在S断开后无法形成通路,会立即熄灭,所以C对,D错8在图甲、乙所示电路中,电阻R和电感线圈L的电阻都很小接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则(AD)
7、A在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗B在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗D在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗解析:甲图中,灯泡A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,灯泡A的电流不变,以后电流渐渐减小因此,灯泡渐渐变暗乙图中,灯泡A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减小,电感线圈相当于一个电源给灯A供电,因此在这一短暂的时间内,反向流过A的电流是从IL开始逐渐变小的,所以灯泡
8、要先更亮一下,然后渐渐变暗,故选项A、D正确三、非选择题9一个线圈的电流在0.001 s内有0.02 A的变化,产生50 V的自感电动势,求线圈的自感系数如果这个电路中的电流的变化率变为40 A/s,自感电动势又有多大?答案:(1)2.5 H(2)100 V解析:(1)由ELL,得L H2.5 H.(2)EL2.540 V100 V.10如图甲所示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R16.0 ,定值电阻R2.0 ,A、B间电压U6.0 V,开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t11.0103 s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流
9、随时间变化的图线如图乙所示(1)求出线圈L的直流电阻RL.(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向(3)求出在t1.6103 s时刻线圈L中的感应电动势大小答案:(1)2.0 (2)向左(或沿逆时针方向)(3)3.0 V解析:(1)由题图读出,开始时流过电感线圈L的电流I01.5 A,由欧姆定律I0,解得RLR2.0 .(2)L中电流方向不变,L、R与R1构成回路,则R1中电流方向向左(或沿逆时针方向)(3)由题图读出,t1.6103 s时刻线圈L的电流I0.30 A,由L、R与R1构成的回路中线圈L相当于一个电源,由闭合电路欧姆定律EI(RLRR1),解得E3.0 V.11如图是一种延时继电器的示意图铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接,线圈B两端连在一起,构成一个闭合电路在断开开关S的时候,弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开,而是过一小段时间后才执行这个动作,延时继电器就是这样得名的(1)请解释:当开关S断开后,为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间?(2)如果线圈B不闭合,是否会对延时效果产生影响?为什么?答案:(1)当开关S断开后,电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少,由于互感现象,B中产生互感电流,产生的电流磁场对衔铁仍有吸引,故能够延时(2)如果线圈B不闭合,断开S后B线圈中无互感电流,无磁场产生,不能延时