第二章第四节 互感和自感——高二物理人教版（2019）选择性必修第二册课后习题
【教材课后习题】
1.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。延时继电器就是因此而得名的。
（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小段时间？
（2）如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？
2.李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉测量方便，没有注意操作的规范，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感（如图）。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两支表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？
3.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。
（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？请作出解释。
（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？请作出解释。
【定点变式训练】
4.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图甲中，与的电阻值相同
B.图甲中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C.图乙中，变阻器R与的电阻值相同
D.图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
5.如图所示，、是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( )
A.接通S时，先亮、后亮，最后、一样亮
B.接通S时，先亮、后亮，最后、一样亮
C.断开S瞬间，、逐渐变暗，最后熄灭
D.断开S瞬间，流过R的电流方向与接通S瞬间相反
6.某物理兴趣小组的同学进行如图所示的自感现象研究。在图中，L为自感系数较大的电感线圈，且电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间，灯泡A先亮，灯泡B后亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭
B.闭合开关S的瞬间，两灯泡同时亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭
C.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A立即熄灭，灯泡B不亮
D.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A逐渐变暗最后熄灭，灯泡B闪亮后再次熄灭
7.在如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A.闭合开关S时，先亮，逐渐变亮
B.闭合开关S时，和同时亮
C.断开开关S时，闪亮一下再熄灭
D.断开开关S时，流过的电流方向向左
8.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是( )
A.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势相互抵消
B.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流相互抵消
C.当电路中的电流变化时，电流的变化量相互抵消
D.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量相互抵消
9.下列两个靠近的线图之间最不容易产生互感现象的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入极板间，突然发现电子向E板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的时刻可能是( )
A.开关S闭合瞬间
B.开关S由闭合到断开的瞬间
C.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动时
D.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时
答案以及解析
1.答案：见解析
解析：（1）当开关S断开使线圈A中的电流减小至消失时，铁芯中的磁通量发生了变化（减小），从而在线圈B中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场减弱，这样就使铁芯中的磁场减弱得慢些。因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起，电磁铁还会继续吸住衔铁小段时间。
（2）如果线圈B不闭合，电磁铁就不会有延时作用。因为在线圈B中不会有感应电流产生，电磁铁会立即失去磁性。
2.答案：见解析
解析：多用表内的电池与变压器线圈连通后形成了一定的电流，表笔与被测线圈脱离时，由于产生断电自感，并且自感电动势比较大，故刘伟有被电击的感觉，一旦放电完毕，电动势瞬间消失，李辉无任何感觉也就不足为怪了。
3.答案：见解析
解析：（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两灯同时亮。因为S闭合瞬时，L与灯B并联的总电流通过A灯，而L中电流很小。因此有电流通过灯A和灯B而构成闭合回路，所以同时亮；开关S闭合之后，电路达到稳定状态，由于L的电阻不计，故灯B被短路，逐渐熄灭，电路的总电阻减小，所以灯A比开关S刚闭合时更亮。
（2）当开关S由闭合变为断开时，灯A立刻熄灭，而L中产生自感电动势，L与灯B形成闭合回路，所以灯B变亮后再逐渐熄灭。
4.答案：C
解析：AB.断开开关瞬间，灯突然闪亮，由于线圈的自感，通过的电流逐渐减小，且通过，即自感电流会大于原来通过的电流，说明闭合，电路稳定时，通过的电流小于通过的电流，的电阻小于的电阻，故AB错误；C.闭合，电路稳定时，与的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与的电阻值相同，故C正确；D.闭合开关，逐渐变亮，而立即变亮，说明中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。故选C。
5.答案：D
解析：AB.开关S闭合的瞬间，L相当于断路，两灯同时获得电压，所以同时发光。由于稳定时线圈的电阻可以忽略，电阻R逐渐被短路，流过两灯的电流逐渐增大，灯逐渐变亮且一样亮，故AB错误；CD.断开开关S的瞬间，两灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过电阻R，所以此时流过R的电流方向与接通S瞬间相反，故C错误，D正确。故选D。
6.答案：B
解析：AB.合上开关S的瞬间，自感线圈产生自感电动势阻碍电流增大，由于电源电压同时加到两灯泡上，灯泡A、B同时亮，待电路稳定后，自感线圈电阻忽略不计，相当于导线，灯泡B被短路熄灭，灯泡A两端电压为电源电压，变得更亮，故A错误，B正确；CD.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S瞬间，灯泡A立即熄灭，自感线圈产生自感电动势阻碍电流减小，在自感线圈与灯泡B间构成的闭合回路中产生感应电流，灯泡B闪亮一下后熄灭，故CD错误。故选B。
7.答案：A
解析：AB.当开关S闭合时，灯立即发光。电流通过线圈，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，所以逐渐亮起来，所以比先亮，由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确，B错误；
CD.稳定后，当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡和串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯不会闪亮，流过的电流方向向右，故CD错误。
故选A。
8.答案：D
解析：由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消。不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响，故选D。
9.答案：C
解析：ABD.如图所示两个靠近的线圈在另一个线圈中的磁通量均不为零，容易产生互感现象。故ABD正确，与题意不符；C.如图所示垂直放置的两个线圈在另一个线圈中的磁通量为零，当第一个线圈中的电流变化时，第二个线圈的磁通量始终为0。故C错误，与题意相符。本题选错误的故选C。
10.答案：AD
解析：若开关S闭合，由安培定则可知，左侧螺线管右端为N极；发现电子向E板偏转，说明E、F两极板的电势，即右侧螺线管中产生了流向E板的电流，由安培定则可知，右侧螺线管左端为N极，如图所示；由楞次定律可知，左侧螺线管中电流增大，选项A、D正确。
