高中物理2.5 自感现象与日光灯课时训练

【优编】第5节自感现象与日光灯-1优质练习

一．填空题

1．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。

2．自感系数

（1）自感电动势：，其中是___________；L是___________，简称自感或电感。单位：___________，符号：___________。

（2）自感系数与线圈的___________．___________．___________，以及是否有___________等因素有关。

3．如图所示，灯A．B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略.则S闭合的瞬间，观察到的现象是_____(填“A．B同时发光”“A先亮”“B先亮”），稳定后再断开S的瞬间，A_____，B____(填“立即熄灭”“闪亮一下再熄灭”“逐渐熄灭”）

4．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”）．

5．某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，观察到的现象为_______，开关S断开时，观察到的现象为_______。

A．灯泡L1比灯泡L2先达到最亮

B．灯泡L2比灯泡L1先达到最亮

C．灯泡L1比灯泡L2先暗

D．灯泡L2比灯泡L1先暗

6．演示自感现象的实验电路图如图所示．L是自感线圈，A1．A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻阻值相同．当开关S由断开到合上时，观察到的自感现象是____________，最后达到同样亮．

7．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动。如图甲，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是__________（选填“乙”或“丙”）,此现象属于__________(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）。

8．如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从______端到端______。（填a端或b端）

9．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）

10．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图1接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图2将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A．电池．滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图1中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图2中：（填“向左”或“向右”或“不”）

（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将____________偏转。

（2）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针______________偏转。

（3）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针__________________偏转。

11．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_____________________。

12．如图所示，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是　   　，通过灯泡的电流方向是　   　，当电键K断开瞬间，通过线圈的电流方向是　    　，通过灯泡的电流方向是　  　．

13．如图所示，线圈的直流电阻为10Ω，R=20Ω，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6V，内阻不计。则在闭合S瞬间，通过L的电流为______A，通过R的电流为______A；S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间，通过R的电流为______A。

14．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）”。

15．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，和是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，再将电键K断开，则观察到的现象是：K闭合瞬间，______________________________，______________________________。

16．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

17．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　                             　．

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】     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。

2．【答案】     电流的变化率     自感系数     亨利     H     大小     形状     圈数     铁芯

【解析】

（1）[1][2][3][4]自感电动势

其中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号：H。

（2）[5][6][7][8]自感系数与线圈的大小．形状．圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

3．【答案】A．B同时发光    闪亮一下再熄灭    立即熄灭   

【解析】【来源】河南省洛阳市2019-2020学年高二上学期期末物理试题

【详解】

[1]．S闭合瞬间，线圈中电流缓慢增加，故A．B同时发光；
[2][3]．稳定后电灯A被短路，故B灯更亮，A熄灭；稳定后再断开S的瞬间，B灯立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以A灯亮一下再慢慢熄灭；

4．【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．

5．【答案】     A     D

【解析】 [1]电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡L1的电流较大，故灯泡L1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，因L阻值与R相同，则两个灯泡一样亮，故选A；

[2]电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡L1构成闭合回路放电，故断开时灯泡L2比灯泡L1先暗，故选D；

6．【答案】A2立即亮，A1逐渐亮（或A2先亮，A1后亮）

【解析】

【分析】

【详解】

[1]．A2支路是纯电阻电路，S接通，电流立即通过；A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用，当电路稳定后，自感的阻碍作用才会消失，所以A1逐渐亮，最后两灯同样亮．

7．【答案】  丙  电磁阻尼

【解析】当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，而图乙只能上下振动时，才有磁通量变化，左右振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼.

8．【答案】a    b   

【解析】【来源】新疆生产建设兵团第四师第一中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

在S断开前，自感线圈L中有向左的电流，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，向左的电流会立即消失。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a到b。

9．【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

10．【答案】向右    向右    向左   

【解析】

在图1中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图2中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；
（1）[1]．将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；

（2）[2]．螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；

（3）[3]．螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转．

11．【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。

12．【答案】a→b，a→b，a→b，b→a

【解析】考点:自感现象和自感系数．

分析:当电键K接通后，根据电源的极性确定线圈和灯泡中的电流方向；当电键K断开瞬间，线圈产生自感电动势，相当于电源，根据楞次定律分析电流的方向．

解答:解：在电源的外电路中电流从电源的正极出发流进负极，由图知，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是a→b，通过灯泡的电流方向是a→b；

当电键K断开瞬间，灯泡中原来的电流立即消失，线圈产生自感电动势，相当于电源，线圈与灯泡组成闭合回路．根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的减小，使得线圈中的电流与原来方向相同，此电流通过灯泡，灯泡中的电流b→a．

故答案为：a→b，a→b，a→b，b→a

点评:做好本类题目的关键是弄清线圈的特性，当线圈中电流变化时，产生自感电动势，线圈相当于电源．

13．【答案】0    0.3    0.6   

【解析】【来源】四川省内江市第六中学2019-2020学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]．在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间通过L的电流为零；
[2]．电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳定电流为

[3]．电路中的电流稳定时，流过L的电流

在开关断开的瞬间，由电源提供给电阻R的电流瞬间消失，由于线圈L的自感作用，其电流不能马上消失，从稳定的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反，开关断开瞬间电流为0.6A。

14．【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。

15．【答案】    ①. 立刻亮而后熄灭    ②. 立刻亮而后更亮

【解析】

【分析】

【详解】[1][2] L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡，K闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后D1立刻亮而后熄灭，D2立刻亮而后更亮。

16．【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．

17．【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．

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．