沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.5 自感现象与日光灯达标测试

【精挑】第5节自感现象与日光灯-1课堂练习

一．填空题

1．自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的___________不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈___________激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作___________。

2．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻较小，A和B是两个相同的小灯泡．闭合开关S待电路稳定后，再把开关S断开的过程中，A灯泡的亮度变化情况是_____________（填“变亮”．“ 立即熄灭”．“ 闪亮后熄灭”）；B灯泡的亮度变化情况是__________________（填“不变”．“ 立即熄灭”．“ 闪亮后熄灭”）

3．如图所示的电路中，当开关S闭合时，小灯泡A1　   　（填“逐渐”或“立刻”）亮；然后当开关断开时，小灯泡中的电流方向是　    　（选填“向左”或“向右”）．

4．如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数________于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数________于A2的示数，（填“大”．“小”．“等）”。

5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。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。

（1）图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流___________（填“大于”．“小于”或“等于”）中电流。

（2）图2中，变阻器接入电路的阻值___________（填“大于”．“小于”或“等于”）的电阻值。

（3）图2中，闭合S2瞬间，中电流___________（填“大于”．“小于”或“等于”）变阻器中电流。断开S2瞬间，灯A2___________（填“会”或“不会”）闪亮。

6．交流电源供电的线路如图所示，闭合开关S，当交变电流的频率升高时，线圈的感抗　    　，通过灯泡的电流　    　．（填“变大”．“变小”或“不变”）

7．有一个称为“千人震”的趣味物理小实验如图1，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线．开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池．镇流器．开关用导线将它们首．尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是　                　；人有触电感觉时开关是通，还是断的瞬间　           　，因为　                             　．

8．在学习了自感的知识以后，高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究：直流电阻可以不计线圈L，规格相同的灯泡和，规格为3V．20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图，滑动变阻器的滑片移到移到中间。

当开关S闭合时，他们可以观察到的实验现象是：______（填选项前的字母）；

A．灯比先亮起来，最终比亮

B．比灯先亮起来，最终比亮

C．两灯同时亮

当S断开时，他们观察到的实验现象是______（填选项前的字母）。

A．两灯立即同时熄灭

B．先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭

C．先熄灭，A1慢慢熄灭

9．如图所示电路，当在a．b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a．b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光．则A．B分别为　电    　和　    　．

10．如图所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池．几根导线．开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池．镇流器．开关用导线连接起来，并将它们和首．尾两位同学两只空着的手相连，在开关____________（填“闭合”或“断开”）时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是_____________________。

11．李辉同学想用如所示电路测量某电感线圈的直流电阻（估计约2Ω），电源电压．电流表电压表量程都合适，电压表内阻远大于2Ω，电流表外接没问题，滑动变阻器阻值也合适。但在进行测量之前，同组的刘伟同学对电路分析后认为测量完成后直接断开开关会有问题，请你也帮李辉分析一下问题所在并给出改进方案。

存问题：___________

改进方案：___________

12．在下图所示的电路中，若线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的________。若远小于，则开关S断开前后，通过线圈L的电流随时间变化的图像是图中的________，通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的_________。

A． B． C． D．

13．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A．B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度   （填“大 于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度   （填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间， B灯   （填“立即”或“逐渐”）熄灭．

14．如图所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源。当闭合S瞬间，通过灯泡的电流方向是________；（填A→B或B→A）当断开S瞬间，通过灯泡的电流方向是_____。（填A→B或B→A）

15．如图是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表（电压表的内阻RV很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时．若先断开S1时，则_______ （填电压表或电流表）能损坏．

16．磁场的能量

（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。

（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。

（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。

17．将金属热电阻．数字电流表．电源按图连接；将烧杯装入的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当金属热电阻未放入热水中时，电流表示数为I1，将金属热电阻放入温水中，电流表示数为I2．将金属热电阻放在热水中，电流表示数为I3，则I1．I2．I3的大小关系是　        　．

18．如图所示是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，起初，开关处于闭合状态，电路是接通的，现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a．b两点电势相比，_______（填“＞”或“＜”)。

参考答案与试题解析

1．【答案】     变化的磁场     本身     自感电动势

【解析】

[1][2][3]当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。

2．【答案】A灯立刻熄灭    B灯先变亮 后逐渐熄灭   

【解析】【来源】青海省大通回族土族自治县第一完全中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]S断开瞬时，A灯中电流消失，故立即熄灭，而B灯中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，电流由灯泡B的左侧流入，故B灯亮一下逐渐熄灭。

3．【答案】立刻，向右

【解析】【考点】自感现象和自感系数．

【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合．

【分析】开关闭合后瞬间，A灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，B灯逐渐变亮．正常工作后，A灯．B灯一样亮．开关由闭合到断开瞬间，由于两灯原来电流相等，A．B两灯不会闪亮一下熄灭．根据楞次定律分析流过A灯的电流方向．

【解答】解：开关闭合后瞬间，线圈自感电动势对灯A1没有阻碍作用，灯A1立刻亮．

开关由闭合到断开瞬间，A1灯原来的电流立即减为零，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，使线圈中电流只能逐渐减小．根据楞次定律可知，开关由闭合到断开瞬间，流过线圈的电流方向是电流自右向左，则通过A灯的电流自左向右．

故答案为：立刻，向右

【点评】本题考查对自感现象的理解和分析能力，可以用楞次定律和法拉第电磁感应定律判断．理解．

4．【答案】    (1). 大    (2). 等

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]开关S闭合瞬间，由于自感线圈L阻碍电流的增加，则A1的示数大于A2的示数；S断开的瞬间，原来通过A1的电流立即消失，在L支路，由于L产生的自感电动势阻碍电流的减小，则通过L的电流要在L-A2-A1 –R中形成新的回路，则通过A1的示数等于A2的示数。

5．【答案】     小于     等于     小于     不会

【解析】

(1)[1]图1中，闭合S1，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，说明电路稳定后，A1中电流小于中电流；

(2)[2]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，说明稳定后两支路电流相等，则变阻器接入电路的阻值等于的电阻值；

(3)[3]图2中，闭合S2瞬间，发生自感，所以中电流小于变阻器中电流；

[4]由于闭合开关S2后，A2与A3的亮度最终相同，即电流相同，所以断开S2瞬间， ．灯A2．A3．变阻器组成的新的闭合电路中，灯A2不会闪亮。

6．【答案】变大，变小

【解析】【考点】自感现象和自感系数

【分析】电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，线圈的自感系数是由线圈本身决定的，由此即可求解．

【解答】解：接入交流电后，因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，故当交流电频率升高时，电感线圈L的阻碍作用增大，即感抗变大，那么灯泡中的电流将变小，则灯泡亮度变小．

故答案为：变大，变小．

【点评】该题考查线圈的自感系数与感抗，记住电感线圈是通低频阻高频，属于基础题型．

7．【答案】（1）镇流器的自感现象；断开瞬间；只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉．

【解析】【考点】自感现象和自感系数

【分析】只有当闭合电路断开时，导致电路中的电流变化，镇流器出现自感现象，产生瞬间高压，给同学们都有触电感觉．

【解答】解：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．

故答案为：（1）镇流器的自感现象；断开瞬间；只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉．

【点评】镇流器中的线圈在电流发生变化时，产生很高的电压，相当于瞬间的电源作用．

8．【答案】    (1). A    (2). B

【解析】

【分析】

【详解】[1]合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后由于线圈L的电阻不计，则最终流过A1的电流比较大，A1比较亮；所以A2比A1先亮起来，最终A1比A2亮，故选A；
[2]断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2；由于流过A1的电流比较大，所以A2先闪亮一下，然后两灯一起慢慢熄灭，故选B．

9．【答案】电感线圈，电容器

【解析】【考点】自感现象和自感系数．

【分析】电感器对交流电有阻碍作用，对直流电没有阻碍作用．交流电能“通过”电容器，直流电不能通过电容器，根据该特点判断虚线框中的元件．

【解答】解：当a．b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮．知虚线框A中为电感线圈，因为电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电无阻碍作用．虚线框B中是电容，因为电容隔直通交．

故答案为：电感线圈，电容器．

【点评】解决本题的关键知道电感线圈和电容的特点，电感线圈有通直流，阻交流的特点，电容有隔直流，通交流的特点．

10．【答案】  断开，   镇流器的自感现象

【解析】当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小。当断开时，镇流器电流发生变化，由于镇流器的自感现象，产生很高的瞬间电压，通过同学们身体时有触电的感觉。

11．【答案】    ①. 见解析    ②. 见解析

【解析】

【分析】

【详解】[1]若先断开开关，由于线圈的自感作用，线圈与电压表组成回路，原先线圈中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电压表损坏。

[2]在断开关前，先拆去电压表，或者把滑动变阻器的阻值调到最大，让通过线圈的电流变小。

12．【答案】     A     C     B     D

【解析】

[1] [2] 线圈L的电阻与灯泡A的电阻相等，则开关闭合时，通过两者的电流相等，开关S断开前后，由于线圈的自感，通过灯泡的电流大小相同方向相反，之后电流逐渐减小到0，故通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的C。

通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图A。

[3] [4] 若远小于，则开关闭合时，通过线圈的电流远大于通过灯泡的电流，开关S断开后瞬间，由于线圈的自感，通过灯泡的电流跟原方向相反，大小与线圈原电流大小相同，即通过灯泡A的电流随时间变化的图像是图中的D。

通过线圈L的电流方向不会变化，断开开关后，电流由最初值逐渐减小到0，即为图B。

13．【答案】（1）大于；（2）等于；（3）立即

【解析】闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流大，所以灯A的亮度大于灯B的亮度；当通电一段时间后，电路的电流稳定，通过两灯的电流相同，所以两灯亮度相同；断电瞬间，通过L的电流减小，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流消失的慢，即而判断 灯A逐渐熄灭，灯B立即熄灭

14．【答案】       

【解析】【来源】福建省莆田第二十五中学2019-2020学年高二（下)返校考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]如图，开关S断开之前，通过灯R的电流方向为A到B

[2]当开关断开后，R灯中原来的电流消失．通过线圈的电流要减小，穿过线圈的磁通量减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知，线圈右端相当于电源的正极，左端相当于电源的负极，则通过灯R的电流方向由B到A

15．【答案】电压表

【解析】考点:自感现象和自感系数．

分析:先进行ABC三项操作都会发生自感现象，在电压表中有强电流流过，发热过多，造成仪器烧坏．

解答:解：若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏．

故答案为：电压表

点评:本题考查了自感线圈的自感作用，在断开电源的瞬间L相当于电源，结合实验安全原则，应先消除自感现象．

16．【答案】     磁场     磁场     磁场     电流变化

【解析】

（1）[1][2]线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。

（2）[3]线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。

（3）[4]自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。

17．【答案】I1＞I2＞I3．

【解析】【考点】闭合电路的欧姆定律

【分析】金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，根据闭合电路欧姆定律即可求解．

【解答】解：金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，可知电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知电流减小，所以有：I1＞I2＞I3．

故答案为：I1＞I2＞I3．

【点评】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，知道金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，难度不大，属于基础题．

18．【答案】＜

【解析】【来源】重庆市凤鸣山中学2019-2020学年高二（下）6月物理试题

【分析】

【详解】

[1]．在S断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a，即φa＜φb．