选修3-2物理第2章第2节自感课时作业（鲁科版带答案和解释）

一、选择题
1．关于自感现象，下列说法中正确的是(　　)
A．自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象
B．自感电动势总是阻止原电流的变化
C．自感电动势的方向总是与原电流方向相反
D．自感电动势的方向总是与原电流方向相同
解析：选A.根据自感的定义，A正确，B错误；选项C、D把阻碍电流变化理解错了，其实自感电动势与原电流方向可以相同，也可以相反．根据阻碍含义，若原电流增大，自感电动势就阻碍增大，与原电流方向相反；若原电流减小，自感电动势就阻碍减小，与原电流方向相同，故C、D错误．
2.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示，其道理是(　　)
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
解析：选C.由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两段导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两段导线中的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自感现象，因此消除了自感．故正确答案为C.
3．(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1 s末　　　　　　　 B．第2 s末
C．第3 s末   D．第4 s末
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．在图象中0～1 s时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s时间内原电流负方向增加，所以自感电动势与其反方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s时间内的情况可得答案为B、D．
4.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电路的瞬间会有(　　)
A．灯泡立刻熄灭
B．灯泡慢慢熄灭
C．闪亮一下后再慢慢熄灭
D．闪亮一下后突然熄灭
解析：选A.当电路断开时，由于通过线圈的电流从有到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈与灯泡不能构成闭合回路，因此灯泡立刻熄灭．
5．如图所示电路，A1、A2均为零刻度在中央的电流表．L是一带铁芯的线圈，R为电阻．两条支路的直流电阻相等．那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是(　　)
 
A．接通时I1<I2，断开时I1>I2
B．接通时I2<I1，断开时I1＝I2
C．接通时I1>I2，断开时I1<I2
D．接通时I1＝I2，断开时I1<I2
解析：选B．接通时，L的自感作用阻碍L所在支路电流的增加，I1>I2；断开时，由于L的自感作用，在L、R组成的临时回路中，I1＝I2，B正确．

6．如图所示，电流表A和电压表V均为理想电表，电压表量程为20 V，电流表量程为15 A，线圈的自感系数足够大，不计线圈直流电阻及电源内阻，电源电动势为12 V，电阻R＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　　)
A．合上S瞬间，电压表读数最大，其值为12 V
B．电路稳定后，电流表读数最大，其值为12 A
C．断开S瞬间，电流表和电压表的示数都立即减为0
D．在断开S时，为了避免不必要的损失，应在断开前将电压表取下，并将S放入耐高压的绝缘油中
解析：选ABD．合上开关S瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，流过线圈的电流为零，即线圈处相当于断路，电压表读数为12 V；电流稳定后，线圈两端电压为零，电压表读数为零，A、B正确．断开瞬间，电流表读数瞬间为零，但线圈与电压表构成回路，线圈由于产生自感电动势，所以电压表仍有读数，C错误．断开S时，由于线圈产生的自感电动势较大，为保护电压表，应先将电压表取下，为避免S出现电火花，应将S放入绝缘油中，D正确．

7．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边插入螺线管时，则将看到(　　)
A．灯泡变暗　　　　　　 B．灯泡变亮
C．螺线管缩短   D．螺线管长度不变
解析：选A.软铁棒迅速插入的过程中，穿过螺线管的磁通量增加，螺线管产生电磁感应现象．根据楞次定律可知，感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，产生的感应电动势与原电动势方向相反，所以，电路中的总电动势减小，造成电流减小，故有灯泡变暗和螺线管伸长的现象发生．选项A正确．
8．如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是(　　)
 
A．亮度保持不变
B．将闪亮一下，而后逐渐熄灭
C．将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度
D．将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度
解析：选C.S断开前，L把a灯短路，加在c灯两端电压为电源电压，流过c灯电流是流过L电流的一半．当S断开的瞬间，L上的电流要减小，L上产生自感电动势阻碍电流的减小，所以开始时，通过c灯的电流是原来的2倍，c灯比原来亮得多，随后电流逐渐减小，达到稳定后，c灯两端的电压又等于电源电压，所以亮度跟原来的一样，C正确．
☆9.在生产实际中，有些高压直流电路中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，在下列设计的方案中可行的是(　　)
 
解析：选D．断开开关S，A图由于电容器充电，开关S处仍将产生电弧；B、C图闭合开关S时，电路发生短路；而D图是利用二极管的单向导电性使线圈短路，可避免开关S处电弧的产生．
☆10.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2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后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t的变化的图象是(　　)
 
解析：选B．闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RL＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至达到电流为I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流为I，故C、D错误．
二、非选择题
11.如图是演示断电自感现象的实验装置，L是一个自感线圈，D是小灯泡，合上S后小灯泡能正常发光．突然断开S时，通过小灯泡的电流方向是从________到________，此时由________对小灯泡供电．
解析：S断开后，L自感给小灯泡供电．电流由b到a通过小灯泡 D．
答案：b　a　L
☆12.如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻不计，A1和A2是两个相同的小灯泡，都标有“6 V,0.3 A”，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与R相同，均为20 Ω.试分析：在开关S接通和断开瞬间，通过灯泡A1和A2的电流大小及两灯亮度的变化．

 
解析：(1)开关S接通瞬间，A1、A2同时亮，IA1＝IA2＋IR，RA1＝RA2＝20 Ω，IA1＝0.2 A，IA2＝0.1 A，所以A1比A2亮．稳定后IA1＝IA2＝0.15 A，A1、A2亮度相同．
(2)开关S断开瞬间，IA1＝0.15 A，IA2＝0，即A2立即熄灭，A1的电流由0.15 A逐渐减小到零，所以A1后熄灭．
答案：S接通瞬间，A1、A2同时亮，IA1＝2IA2＝0.2 A，A1比A2亮
S断开瞬间，IA1＝0.15 A，IA2＝0，A2立即熄灭，A1逐渐熄灭