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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练选修3-2专题4.31 自感现象(解析版)

经典古诗词|诗歌大全来源: http://shicimingju.cn/shige/ 2020-11-06 02:59经典古诗 563 ℃

春在溪头荠菜花-苍茫的




第四部分 电磁感应
专题4.31 自感现象
一.选择题
1.(2019北京延庆模拟)如图所示是演示自感现象的电路图,关于此实验,下列说法正确的是( )
A.通电稳定后,断开开关时灯泡A逐渐熄灭,灯泡B立刻熄灭
B.变阻器R的作用是在接通开关时使灯泡B逐渐变亮
C.如果灯泡B短路,接通开关时灯泡A立刻变亮
D.如果灯泡A短路,接通开关时通过L的电流逐渐增大
L
R
A
B

【参考答案】D
【名师解析】通电稳定后断开开关,电感线圈开始放 电当电源,两只灯泡构成回路,都逐渐熄灭,A错。
接通开关时,有电阻的支路电流瞬间通过,B灯瞬间 变亮,B错。A灯与电感线圈串联,根据楞次定律可知,
无论其他支路是否短路,A灯都是慢慢变亮,C 错。楞次定律可知,通过电感线圈的电流逐渐增大,选项D
正确。
2. (2019·湖南省常德市一模) 如图所示的电路,开关闭合,电路处于稳定状态,在某时刻t
1突然断开开关S,
则通过电阻R
1
中的电流I
1
随时间变化的图 线可能是下图中的( )



【参考答案】 D
【名师解析】 当断开开关,原来通过R
1
的电流立即消失,由于电磁感应,线圈L产 生自感电动势阻碍自
身电流变化,产生的感应电流流过电阻,其方向与原来流过电阻R
1
的电流方向相反,慢慢减小最后为0,
故D正确.
3.(4分)(2019江苏镇江丹阳高 中三模)如图所示电路中,A、B为两个相同灯泡,L为自感系数较大、电
阻可忽略不计的电感线圈,C 为电容较大的电容器,下列说法中正确的有( )


A.接通开关S,A立即变亮,最后A、B一样亮 B.接通开关S,B逐渐变亮,最后A、B一样亮
C.断开开关S,A、B都立刻熄灭 D.断开开关S,A立刻熄灭,B逐渐熄灭
【参考答案】ABD。
【名师解析】电感器对电 流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻
碍其减小。电容器在电路 中电流变化时,也会发生充电和放电现象,此时可理解为有电流通过了电容器。
接通开关S,电容器C要 通过A充电,因此A立刻亮,由于充电电流越来越小,当充电完毕后,相当于断
路,而L对电流变化有阻 碍作用,所以通过B的电流逐渐增大,故B逐渐变亮,当闭合足够长时间后,C
中无电流,相当于断路, L相当于短路,因此A、B一样亮。故A正确,B也正确;当S闭合足够长时间
后再断开,A立刻熄灭, 而L产生自感电动势,且电容器也要对B放电,故B要逐渐熄灭,故C错误,D
正确。
4.( 2018·南昌模拟)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,L
1
、L
2
和L
3
是3个
完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源.在t= 0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t
1
时刻断开开关S.规定
以电路稳定时流过L< br>1
、L
2
的电流方向为正方向,分别用I
1
、I
2< br>表示流过L
1
和L
2
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( )


【参考答案】C
【名师解析】.L的直流 电阻不计,电路稳定后通过L
1
的电流是通过L
2
、L
3
电 流的2倍.闭合开关瞬间,
L
2
立即变亮,由于L的阻碍作用,L
1
逐渐变亮,即I
1
逐渐变大,在t
1
时刻断开开关S,之后电流I会在电路稳定时通过L
1
的电流大小基础上逐渐变小,I
1
方向不变,I
2
反向,故选C.

5.如图所示,a、b、c为三只完全相同的灯泡,L为电阻 不计的纯电感线圈,电源内阻不计.下列判断正确的
是( )


A.S闭合的瞬间,b、c两灯亮度相同
B.S闭合足够长时间后,b、c两灯亮度相同
C.S断开的瞬间,a、c两灯立即熄灭
D.S断开后,b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭
【参考答案】 AD
【名师解析】 S闭合的瞬间,L中产生自感电动势阻碍电流的增加,此 时可认为b、c两灯串联,则b、c
两灯亮度相同,选项A正确;由于L的电阻不计,则S闭合足够长时 间后,b灯被L短路,b灯熄灭,c灯
变得更亮,选项B错误;S断开的瞬间,通过各个灯原来的电流立 即消失,而通过L的电流要通过三只灯
泡形成新的回路,则a、c两灯将逐渐熄灭,b灯中因为原来电流 为零,所以b灯先突然闪亮后再逐渐变暗
熄灭,选项C错误,D正确.
6.如图所示的电路中 ,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻与灯泡
电阻相同。下列 说法正确的是( )

A.闭合开关S,A灯逐渐变亮
3
B.电路接通稳定后,流过B灯的电流是流过C灯电流的倍
2
C.电路接通稳定后,断开开关S,C灯立即熄灭
D.电路接通稳定后,断开开关S,三个灯过一会儿才熄灭,且A灯亮度比B、C灯亮度高
【参考答案】D

【名师解析】画出等效电路如图所示,闭合开关S,三个灯都立即 变亮,A错误;电路稳定后,线圈和A
R3R
灯的并联电阻为,与B灯的串联电阻为,C灯的电 阻为R,根据并联电路分流与电阻成反比,故流过B
22
2
灯的电流是流过C灯电流的 ,B错误;断开开关S,线圈产生的感应电动势对三个灯泡供电,因此三个灯
3
都过一会儿才熄 灭,供电电路是B、C灯串联后与A灯并联,因此A灯的亮度比B、C灯的亮度高,C错
误,D正确。

7.
(湖北省沙市中学
2016
届高三下学期第四次半月考理科综 合试题)如图所示的电路中,三个灯泡
L
1
,L
2
,L
3< br>D
为理想二极管。的电阻关系为
R
1
2
< R
3
,
电感
L
的电阻可忽略,电键
K
从闭合状态突 然断开时
,
下列判断
正确的是:(




A. L
1
逐渐变暗
,L
2

L
3
均先变亮,然后逐渐变暗

B. L
1
逐渐变暗
, L
2
立即熄灭,
L
3
先变亮,然后逐渐变暗

C

L
2
立即熄灭,
L
1

L
3< br>均逐渐变暗

D. L
1
, L
2
, L
3
均先变亮,然后逐渐变暗

【参考答案】B
【名师解析】电键
K
从闭合状态突然断开时
,
电感
L
由于产生自感电动势,电 流继续原方向流动,由于二极
L
3
先变亮,管的单向导电性,
L
和灯 泡
L1

L3
构成闭合回路,
L
1
逐渐变暗
, L
2
立即熄灭,然后逐渐变暗,
选项B
正确
ACD
错误。

【名师点睛】做好本题要弄清楚电流的 大小变化,方向变化,还要知道二极管的正向导通性;当K突然断
开时,电感L由于自感,电流继续原方 向流动,但二极管反向不导通,所以L
2
不亮,又因为原来L中电流
比L
3< br>的电流大,所以L
3
将更亮,之后再变暗。
8.如图所示的电路,开关原先闭 合,电路处于稳定状态,在某一时刻突然断开开关S,则通过电阻R
1
中的电
流I1
随时间变化的图线可能是下图中的( )



【参考答案】D
【名师解析】 开关S原来闭合时,电路处于稳定状态,流过R
1< br>的电流方向向左,大小为I
1
,与R
1
并联的
R
2< br>和线圈L支路中的电流I
2
的方向也是向左。当某一时刻开关S突然断开时,L中向左的 电流要减小,由
于自感现象,线圈L产生自感电动势,在回路“L→R
1
→A→R2
”中形成感应电流,电流通过R
1
的方向与原来
相反,变为向右,并从 I
2
开始逐渐减小到零,故D图正确。
9.(山西省阳泉市2016届高三全国高校 招生模拟考试理科综合物理试题)如图所示,三个相同的灯泡a、b、
c和电阻不计的线圈L与内阻不计 的电源连接,下列判断正确的是( )

A.K闭合的瞬间,b、c两灯亮度不同 B.K闭合足够长时间以后,b、c两灯亮度相同
C.K断开的瞬间,a、c两灯立即熄灭 D.K断开之后,b灯突然闪亮以后再逐渐变暗
【参考答案】D
【名师解析】K闭合的瞬间 ,由于线圈的自感作用,可以看做bc灯串联后与a并联,a灯最亮,b、c两灯
亮度相同,选项A错误 。K闭合足够长时间以后,b灯被线圈短路,b灯熄灭,a、c两灯亮度相同,选项B
错误。K断开的瞬 间,a、c两灯串联与b灯并联与线圈组成闭合回路,a、c两灯变暗逐渐熄灭,b灯突然
闪亮以后再逐 渐变暗,选项D正确。
10.(江西省上高县第二中学2016届高三全真模拟理科综合试题)如图所 示电路中,A、B是两个完全相同
的灯泡,L为自感系数很大的线圈,其直流电阻小于灯泡电阻.C是电 容器,闭合开关,电路稳定时,B灯
恰能正常发光,则下列说法正确的是( )


A.开关闭合的瞬间,A,B同时发光,亮度也相同
B.开关闭合的瞬间,B立即亮,A逐渐变亮
C.开关闭合足够长时间后再断开,A灯灯丝不可能被烧断
D.开关闭合足够长时间后再断开,B立即熄灭,而A逐渐熄灭
【参考答案】C
【名师解析】
开关闭合的瞬间,L中产生自感电动势阻碍电流增加,L相当与断路,与此同时 电容器充电,故此时灯A
的电流大于B,故A,B同时发光,但是亮度不相同,选项AB错误;电路稳定 后, B灯恰能正常发光,B
灯电流等于A灯电流与线圈电流之和,且由于线圈电阻小于灯泡电阻,故通 过线圈的电流大于A灯电流,
故当开关闭合足够长时间后再断开,A灯原来得到电流消失,而通过线圈的 电流在A灯和线圈中形成新的
回路,但是此电流小于A灯的额定电流,故A灯灯丝不可能被烧断,且A逐 渐熄灭,选项C正确;开关闭
合足够长时间后再断开,B灯由于与电容器并联,故由于电容器放电过使得 B灯不会立即熄灭,而A逐渐
熄灭,选项D错误;故选C.
考点:自感现象
【名师 点睛】对于自感现象,是特殊的电磁感应现象,应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解;当
电流增 大时,自感电动势阻碍电流的增加,线圈相当于断路;而当电流减小时,自感电动势阻碍电流的减
小,线 圈相当于电源.
11.(黑龙江省大庆实验中学2016届高三考前得分训练(四)理科综合物理试题 )如图所示,L为电阻很小
的线圈,G
1
和G
2
为内阻分别为R1
、R
2
、零点在表盘中央的电流计。当开关K处于闭合状态时,两表的指
针皆偏向右方。那么,当开关K断开时,将出现( )



A.G
1
和G
2
的指针都立即回到零点
B.G
1
的指针立即回到零点,而G
2
的指针缓慢地回到零点 C.G
1
的指针缓慢地回到零点,而G
2
的指针先立即偏向左方,然后缓 慢地回到零点
D.G
1
的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G
2
的指针缓慢地回到零点
【参考答案】D
【名师解析】当开关K断开时,电流表与 自感线圈组成闭合回路。G
1
的指针先立即偏向左方,然后缓慢地
回到零点,而G2
的指针缓慢地回到零点,选项D正确。
考点:自感现象
【名师点睛】线圈中 电流变化时,线圈中产生感应电动势;线圈电流增加,相当于一个瞬间电源接入电路,
线圈右端是电源正 极.当电流减小时,相当于一个瞬间电源,线圈左端是电源正极。
12. (2016江苏四市教学情况调查1) (多选)如图所示,两个相同灯泡L
1
、L
2
,分别与电阻R和自感线圈L
串联,接到内阻不可忽略的电源的两端,当闭合电键S到电路稳定 后,两灯泡均正常发光.已知自感线圈
的自感系数很大.则下列说法正确的是
L
A
L
1
B
L
2
S

R
A.闭合电键S到电路稳定前,灯泡L
1
逐渐变亮
B.闭合电键S到电路稳定前,灯泡L
2
由亮变暗
C.断开电键S的一段时间内,A点电势比B点电势高
D.断开电键S的一段时间内,灯泡L
2
亮一下逐渐熄灭
【参考答案】.AB
【名师解析】闭合电键S,由于线圈L的自感作用,灯泡L
1
中电流逐渐增大,所以闭合电键S到电路稳定
前,灯泡L
1
逐渐变亮,选项A 正确。由于电源内阻不可忽略,闭合电键S到电路稳定前,电源输出电流逐
渐增大,电源路端电压逐渐减 小,导致灯泡L
2
由亮变暗,选项B正确。断开电键S的瞬间,线圈L中产生
感应电动 势,根据楞次定律可判断出线圈L中感应电流方向向右,与电阻R形成闭合回路。所以断开电键
S的一段 时间内,A点电势比B点电势低,选项C错误。根据题述,当闭合电键S到电路稳定后,两灯泡
均正常发 光,亮度相同。断开电键S的一段时间内,线圈L中电流有原来的逐渐减小,灯泡L
2
也应该有 原
来的亮度逐渐熄灭,不会出现亮一下,选项D错误。
13.某同学为了验证断电自感现象, 自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它

们连接成如图3所示的 电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的
延时熄灭现象。虽经 多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认
为最有可能造成小灯 泡未闪亮的原因是( )

A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大
【参考答案】.C
【名师解析】由自感规律可知在开关断开的瞬间造 成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流
同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。 由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路,与电源无
关,故A错误;造成不闪亮的原因是自感电流不大 于稳定时通过灯泡的原电流,当线圈电阻小于灯泡电阻
时才会出现闪亮现象,故B错误,C正确;自感系 数越大,阻碍作用越强延迟现象越明显,故D错误。
14.(2016·江苏如东四校期末)在如图4 所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感系数较大而电
阻不能忽略的线圈,E为电源,S 为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况下列说法正确的是( )
D.线圈的自感系数较大

A.合上开关,a先亮,b后亮;稳定后a、b一样亮
B.合上开关,b先亮,a后亮;稳定后b比a更亮一些
C.断开开关,a逐渐熄灭,b先变得更亮后再与a同时熄灭
D.断开开关,b逐渐熄灭,a先变得更亮后再与b同时熄灭
【参考答案】.B
【名师解析】由于线圈的自感作用,合上开关,b先亮,a后亮,稳定后,b比a亮,选项A错误,B正确;断开开关,a、b都是逐渐变暗,同时熄灭,选项C、D错误。
15.如图所示,电路中A,B是 两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大,电阻可忽略的自感线圈,C
是电容很大的电容器。当S闭 合与断开时,A、B灯泡的发光情况是( )


A.S刚闭合后,A亮一下又逐渐变暗,B逐渐变亮
B.S刚闭合后,B亮一下又逐渐变暗,A逐渐变亮
C.S闭合足够长时间后,A和B都一样亮
D.S闭合足够长时间后再断开,B立即熄灭,而A逐渐熄灭
【参考答案】.D
【名师解析】
S刚闭合后,A比B亮,选项AB错误。S闭合足够长时间后,A亮,B熄灭, 选项C错误。S闭合足够长
时间后再断开,L这产生自感电动势,B立即熄灭,而A逐渐熄灭,选项D正 确。
16.(多选)如图11甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡 A的电阻,接通
S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )

A.在电路甲中,断开S后,A将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗
【参考答案】.AD
【名师解析】 题图甲所示电路中,灯A和线圈L串联,电流相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,
阻碍原电流的减小,通过R、A形成回路,灯A逐渐变暗,选项A正确,B错误;题图乙所示电路中,电
阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈L的电阻,电流则小于线圈L中的电流,断开S时,电源不给灯供
电,而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小,通过R、A形成回路,灯A中电流比原来大,A将变得更 亮,
然后逐渐变暗。
17.(多选)如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不 计的线圈,D
1
、D
2
是两个完全相同的灯
泡,E是一内阻不计的电 源。t=0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t
1
时刻断开开关S。

I
1
、I
2
分别表示通过灯泡D
1
和D
2
的电流,规定图中箭头所示的方向为电流正方向,以下各图中能定性描述
电流I随时间t变 化关系的是( )


【参考答案】.AC
【名师解析】 当S闭合 时,L的自感作用会阻碍其中的电流变大,电流从D
1
流过;当L的阻碍作用变小
时, L中的电流变大,D
1
中的电流变小至零;D
2
中的电流为电路总电流,电流 流过D
1
时,电路总电阻较大,
电流较小,当D
1
中电流为零时,电 流流过L与D
2
,总电阻变小,电流变大至稳定;当S再断开时,D
2
上熄灭,D
1
与L组成回路,由于L的自感作用,D
1
慢慢熄灭,电流反 向且减小;综上所述知选项A、C正
确。
18.(多选)如图9甲、乙所示的电路中,电阻R 和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,接通
S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )

A.在电路甲中,断开S后,A将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗

【参考答案】AD
【名师解析】 题图甲所示电路中,灯A和线圈L串联,电流相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,
阻碍原电流的减小,通过R、A形成回路,灯A逐渐变暗,选项A正确,B错误;题图乙所示电路中,电
阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈L的电阻,通过灯A的电流则小于线圈L中的电流,断开S时,< br>电源不给灯供电,而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小,通过R、A形成回路,灯A中电流比原来大,
A将变得更亮,然后逐渐变暗。
19.(2017·北京理综,19)图10甲和图乙是教材 中演示自感现象的两个电路图,L
1
和L
2
为电感线圈。实验时,
断 开开关S
1
瞬间,灯A
1
突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S
2< br>,灯A
2
逐渐变亮。而另一个相同的灯A
3
立即变亮,最终A
2
与A
3
的亮度相同。下列说法正确的是( )

甲 乙
A.图甲中,A
1
与L
1
的电阻值相同
B.图甲中, 闭合S
1
,电路稳定后,A
1
中电流大于L
1
中电流
C.图乙中,变阻器R与L
2
的电阻值相同
D.图乙中,闭合S
2
瞬间,L
2
中电流与变阻器R中电流相等
【参考答案】C
【名师解析】 在图甲中,断开开关S
1
瞬间,L
1
与A
1
构成闭合回路 ,通过灯A
1
的电流与L
1
相同,又因
灯A
1
突然 闪亮,即通过A
1
电流增大,则可推出,闭合S
1
待电路稳定后,通过L1
的电流大于通过灯A
1

流,根据L
1
与A
1
并联,所以L
1
的电阻小于A
1
的电阻,故选项A、B错误;在 图乙中,闭合开关S
2
,最终
A
2
与A
3
亮度相同 ,即电流相同,所以L
2
与变阻器R的电阻相同;闭合开关S
2
的瞬间,L< br>2
中电流小于变阻
器R中电流,故选项C正确,D错误。

20.在 研究自感现象的实验中,用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如
图5 所示的电路(线圈的直流电阻可忽略,电源的内阻不能忽略),关于这个实验下面说法正确的是( )

A.闭合开关的瞬间,A、B一起亮,然后A熄灭
B.闭合开关的瞬间,B比A先亮,然后B逐渐变暗
C.闭合开关,待电路稳定后断开开关,B逐渐变暗,A闪亮一下然后逐渐变暗
D.闭合开关,待电路稳定后断开开关,A、B灯中的电流方向均为从左向右
【参考答案】B
【名师解析】 闭合开关的瞬间,线圈中产生很大的自感电动势,阻碍电流的通过,故B立即亮,A逐渐
变亮。随着A中的电流逐渐变大,流过电源的电流也逐渐变大,路端电压逐渐变小,故B逐渐变暗,选项
A错误,B正确;电路稳定后断开开关,线圈相当于电源,对A、B供电,回路中的电流在原来通过A的
电流的基础上逐渐变小,故A逐渐变暗,B闪亮一下然后逐渐变暗,选项C错误;断开开关后,线圈中的
自感电流从左向右,A灯中电流从左向右,B灯中电流从右向左,故选项D错误。

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