2020-2022北京高三(上)期末物理汇编：互感和自感.docx

2020-2022北京高三（上）期末物理汇编
互感和自感

一、单选题
1．（2022·北京·高三期末）某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　）

A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
B．乙图中的曲线表示电流传感器A2测得的数据
C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D．时刻小灯泡与线圈的电阻相等
2．（2022·北京·高三期末）在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　）

A．合上开关，先亮，后亮
B．合上开关，先亮，后亮
C．断开开关，先熄灭，后熄灭
D．断开开关，先熄灭，后熄灭
3．（2021·北京朝阳·高三期末）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列选项符合史实的是（　　）
A．法拉第发现了自感现象
B．安培最早提出了场的概念
C．奥斯特提出了分子电流假说
D．密立根测出了元电荷的数值
4．（2020·北京海淀·高三期末）如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、和是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关S，电路稳定后在时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过、的电流方向为正，分别用、表示流过和的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（　　）

A．B．
C．D．
5．（2020·北京·高三期末）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是

A．图1中，A1与L1的电阻值不相同
B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图2中，变阻器R与L2的电阻值不相同
D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
6．（2020·北京海淀·高三期末）在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间t变化关系的是（　　）

A． B．
C． D．
二、多选题
7．（2021·北京海淀·高三期末）如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为n匝，线圈半径。磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为和，感应电流分别为和。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是（　　）

A．，感应电流均沿顺时针方向
B．，感应电流均沿逆时针方向
C．，感应电流均沿逆时针方向
D．，感应电流均沿顺时针方向
8．（2021·北京海淀·高三期末）物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，先闭合开关S，电路稳定后小灯泡A正常发光，然后断开开关S，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L的直流电阻为，小灯泡A正常发光时电阻为。下列说法中正确的是（　　）

A．
B．
C．断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流力向为
D．断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为
9．（2021··高三期末）物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，闭合开关S，电路稳定后小灯泡A正常发光，此时通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡A的电流为I2。断开开关S，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是（　　）

A．闭合开关S时，A立即发光并且亮度逐渐增强直到正常发光
B．闭合开关S时，A立即发光并且亮度逐渐减弱直到正常发光
C．I1>I2
D．I1<I2
10．（2020·北京·高三期末）如图是研究自感现象的电路，L为自感系数足够大的线圈，R为定值电阻，A1、A2为两个完全相同灯泡，则下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关时，若电源E有内阻，灯泡A2将立即变亮，然后稍变暗些，最后稳定
B．闭合开关时，若电源E无内阻，灯泡A2将立即变亮， 然后稳定
C．闭合开关时，无论电源E是否有内阻，灯泡A1将逐渐变亮最后稳定
D．开关断开时，若线圈直流电阻等于定值电阻，则灯泡A2会闪亮一下，然后逐渐熄灭

参考答案
1．D
【详解】A．闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，则自感线圈中电流为零，故A错误；
B．中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故中数据应为乙图中b曲线，故B错误；
C．断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，通电线圈的电流不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误；
D．时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】AB．由于A1 、 A2 为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，A2灯泡立刻发光，而A1灯泡由于线圈的自感现象，导致A1灯泡渐渐变亮，故A错误，B正确；
CD．当断开开关时，线圈中产生自感电动势，由A1 、 A2及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
【点睛】
3．D
【详解】A．1832年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象），日光灯的工作原理即为其应用之一，双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一，故A错误；
B．场是由法拉第最早提出的，故B错误；
C．安培提出了分子电流假说，故C错误；
D．密立根通过实验方法，测出了元电荷的数值，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】当闭合电键，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，灯泡D2这一支路立即就有电流。当电键断开，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过 D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且D1和D2、D3构成回路，通过 D1的电流也流过 D2，所以I2变成反向，且逐渐减小。
故选C。
5．A
【详解】AB．图1中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明在电路稳定时通过L1的电流大于通过灯A1的电流，即A1的电阻大于L1的电阻值，选项A正确，B错误；
C．图2中，电键闭合最终A2与A3的亮度相同，可知上下两个支路的电流相同，电阻相同，即变阻器R与L2的电阻值相同，选项C错误；
D．图2中，闭合S2瞬间，由于L2中产生感应电动势阻碍电流增加，可知L2中电流比变阻器R中电流小，选项D错误；
故选A.
6．A
【详解】AB．与线圈串联，断开S瞬间，流过线圈的电流不变，电感线圈产生与流过它的电流同向的感应电动势，电动势慢慢变小，则电流慢慢变小，且变小得越来越慢， B错误A正确；
CD．S断开的瞬间，流过的电流反向，之后电流逐渐减小，CD错误。
故选A。
7．BC
【详解】AB．磁场垂直于纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流沿逆时针方向；设导线的电阻率为ρ，横截面积为S导线，由电阻定律可知，线圈电阻
R=ρLS=ρn·2πrS
导线 AB由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
E=n∆φ∆t=nS'∆B∆t=nπr2∆B∆t
感应电动势之比

A错误，B正确；
CD．由欧姆定律可知，感应电流

电流之比

C正确，D错误。
故选BC。
8．BD
【详解】AB．稳定时，灯泡A与线圈L并联，故两者电压相等，通过线圈的电流为，通过小灯泡的电流为，由于稳定后开关S再断开，小灯泡闪亮一下，这是因为线圈产生的自感电动势阻碍磁通量减小，这时线圈相当于电源，电流突然增大到原来线圈的电流，所以可以判断，结合欧姆定律可知，线圈L的电阻小于灯泡A的电阻，A错误，B正确；
CD．在断开开关瞬间，线圈中产生自感电动势，线圈相当于电源，线圈右端为电源正极，是的灯泡中的电流为为，C错误，D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】AB．闭合开关S时，A立即发光，线圈L由于自感作用，线圈L中的电流逐渐增大，内压增大，外压减小，A的亮度逐渐减弱；电路稳定后，线圈L相当于是电阻，电路稳定，A正常发光，故B正确，A错误；
CD．断开开关S，线圈L与A组成闭合回路，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭，则由线圈提供的电流比A原来的电流大，说明线圈L中原来的电流比A中的大，故C正确，D错误。
故选BC。
10．ABC
【详解】A． 闭合开关时，若电源E有内阻，灯泡A2将立即变亮，因为电感线圈的感抗逐渐减小，故外电阻减小，干路电流增大，根据 可知，路端电压变小，灯A2和电阻R支路电压变小，电流变小，灯A2逐渐变暗，当电路稳定后，电感线圈无感抗，此时灯A2亮度稳定，故A正确；
B． 闭合开关时，若电源E无内阻，路端电压是电动势不变，故灯泡A2将立即变亮，然后稳定，故B正确；
C． 闭合开关时，无论电源E是否有内阻，由于电感线圈阻碍电流变化的作用，都会导致灯泡A1将逐渐变亮最后稳定，故C正确；
D．若线圈直流电阻等于定值电阻，两支路电流相同，开关断开时，电流均从原来大小的电流开始减小，故灯泡A2不会闪亮一下，故D错误。
故选ABC。

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