新教材基礎鞏固提升三級跳第二章電磁感應2.4互感和自感基礎知識知識點梳理：知識點一．互感現象當一個線圈中的電流變化時，它產生的磁場就發生變化，變化的磁場在周圍空間產生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電荷定向運動，于是產生感應電動勢。當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為互感。互感現象產生的感應電動勢，稱為互感電動勢。利用互感現象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此，互感現象在電工技術和電子技術中有廣泛的應用。變壓器，收音機里的磁性天線。知識點二．自感現象通電自感現象：如圖所示，A1、A2是規格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調節變阻器R，使A1、A2亮度相同，再調節R1，使兩燈正常發光，然后斷開開關S。重新閉合S?，F象：跟變阻器串聯的燈泡A2立刻正常發光，跟線圈L串聯的燈泡A1逐漸亮起來。提問：為什么A1比A2亮得晚一些？試用所學知識（楞次定律）加以分析說明。1電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，L中產生的感應電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙L中電流增加，即推遲了電流達到正常值的時間。斷電自感現象：如圖所示，接通電路，待燈泡A正常發光。然后斷開電路，觀察到什么現象？現象：S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅。提問：為什么A燈不立刻熄滅？當S斷開時，L中的電流突然減弱，穿過L的磁通量逐漸減少，L中產生感應電動勢，方向與原電流方向相同，阻礙原電流減小。L相當于一個電源，此時L與A構成閉合回路，故A中還有一段持續電流。燈A閃亮一下，說明流過A的電流比原電流大。用多媒體課件在屏幕上打出i—t變化圖，如下圖所示：結論：導體本身電流發生變化而產生的電磁感應現象叫自感現象。自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢。知識點三．自感系數自感電動勢的大小與線圈中電流的變化率成正比，與線圈的自感系數L成正比。寫成公式為：L叫自感系數呢，自感系數是用來表示線圈的自感特性的物理量。實驗表明，線圈越大，越粗，匝數越多，自感系數越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。自感系數的單位：亨利，符號H，更小的單位有毫亨（mH）、微亨（μH）；1H=103mH；1H=106μH預習基礎：一、判斷題1．依據下面情境，判斷下列說法對錯。如圖所示，物理課上老師做了這樣一個實驗，將一厚度均勻且足夠長的光滑鋁板固定在絕緣支架上，鋁板與水平面間的夾角為，現將一質量為的永磁體靜止放置在鋁板的上端，它將沿斜面向下運動。（重力加速度為）（1）永磁體先做加速度逐漸變小的變加速運動，且，再做勻速運動。()（2）永磁體做加速度為的勻加速直線運動，且。()（3）永磁體重力勢能先逐漸減小，最后保持不變。()（4）永磁體動能先逐漸增加，最后保持不變。()（5）永磁體運動過程中機械能守恒。()二、填空題2．線圈中電流變化越快，線圈中的自感系數越大。()3．互感現象危害：互感現象能發生在任何兩個______的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作．4．自感現象當一個線圈中的電流變化時，它產生的___________不僅在鄰近的電路中激發出感應電動勢，同樣也在線圈___________激發出感應電動勢，這種現象稱為自感。由于自感而產生的感應電動勢叫作___________。5．如圖所示是研究自感現象的電路圖，兩個靈敏電流計G1和G2的零點都在刻度中央，當電流從左向右流入時，指針向右偏，反之向左偏，在開關S接通的瞬間，G1指針向___擺，G2指針向___擺；S斷開的瞬間，G1指針向___擺，G2指針向___擺（以上均選填“左”或“右”），兩個靈敏電流計指針的擺動幅度___（選填“相等”或“不相等”）。6．在如圖所示的日光燈工作原理電路圖中：（1）開關閉合前，啟動器的靜觸片和動觸片是____________(填“接通的”或“斷開的”)；（2）開關剛閉合時，220V電壓加在____________上，使__________發出輝光；（3）日光燈啟動瞬間，燈管兩端電壓__________220V(填“大于”、“等于”或“小于”)；（4）日光燈正常發光時，啟動器的靜觸片和動觸片________(填“接通”或“斷開”)，鎮流器起著__________作用，保證日光燈正常工作。鞏固所學三、單選題7．如圖所示，兩個燈泡A1和A2的規格相同，A1與線圈L串聯后接到電路中，A2與可變電阻R串聯后接到電路中。先閉合開關S，調節R，使兩個燈泡的亮度相同，再調節R1，使它們正常發光，然后斷開開關S，下列說法正確的是（）A．重新接通電路，A1、A2同時變亮B．重新接通電路，A1逐漸變暗C．接通電路，電路穩定后再次斷開S，A1、A2逐漸熄滅D．接通電路，電路穩定后再次斷開S，A2閃亮一下再熄滅8．如圖所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器。在S剛閉合時與閉合足夠長時間之后，A、B兩燈泡的發光情況是（）A．S剛閉合時，A亮一下又逐漸變暗B．S剛閉合時，B亮一下又逐漸變暗C．S閉合足夠長時間后，A和B一樣亮D．S閉合足夠長時間后，A、B都熄滅9．如圖所示的電路中，電感線圈L的自感系數足夠大且直流電阻可忽略，G為電流傳感器，燈泡A與理想二極管B相連，則下列說法正確的是（）A．K閉合瞬間，燈泡A立即亮，電流傳感器G電流逐漸增大，a點電勢比b點低B．K閉合瞬間，燈泡A亮一下再熄滅，電流傳感器G電流突然減小，a點電勢比b點高C．K斷開瞬間，燈泡A亮一下再熄滅，電流傳感器G電流逐漸減小，a點電勢比b點低D．K斷開瞬間，燈泡A不亮，電流傳感器G電流先增大后逐漸減小，a點電勢比b點高10．在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度拋出，設運動的整個過程中棒的取向不變且不計空氣阻力，則金屬棒在運動過程中產生的感應電動勢大小將（）A．保持不變 B．越來越小C．越來越大 D．無法確定11．如圖所示的電路中，電感的自感系數很大，電阻可忽略，為理想二極管，則下列說法中正確的有（）A．當閉合時，一直不亮，立即變亮B．當閉合時，立即變亮，逐漸變亮C．當斷開時，突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅D．當斷開時，立即熄滅12．圖甲和圖乙是教材中演示自感現象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，閉合開關S1，電路穩定后，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮。而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是（）A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同B．圖甲中，閉合S1，電路穩定后，A1中電流大于L1中電流C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等能力提升四、多選題13．如圖所示，將兩端刮掉絕緣漆的導線繞在一把銼刀上，一端接上電池（電池另一極與銼刀接觸），手持導線的另一端，在銼刀上來回劃動，由于銼刀表面凹凸不平，就會產生電火花，下列說法中正確的是（）A．產生電火花的回路只由導線與電池組成B．導線端向兩個方向劃動時都能產生電火花C．銼刀采用什么材料制成對實驗沒有影響D．自感電動勢的方向與導線端劃動的方向無關14．如圖所示，L是電感足夠大的線圏，其直流電阻與燈泡的相同，D1和D2是相同的燈泡，若將電鍵S閉合，等燈泡亮度穩定后，再斷開電鍵S，則（）A．電鍵S閉合時，燈泡D1、D2同時亮，然后D1會變暗直到不亮，D2更亮B．電鍵S閉合時，燈泡D1、D2同時亮，然后D1會變暗，D2更亮C．電鍵S斷開時，燈泡D1隨之熄滅，而D2會過一會兒后才熄滅D．電鍵S斷開時，燈泡D2隨之熄滅，而D1會過一會兒后才熄滅15．如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，電感L的電阻不計。閉合電鍵待電路穩定后，在時刻斷開S。下列表示A、B兩點間電勢差在時刻前后的圖像中可能正確的是（）A． B．C． D．16．一空間有方向垂直紙面向里、磁感應強度大小B＝0.5T的勻強磁場，兩條電阻不計的平行光滑導軌豎直放置在磁場內，如圖所示，導體棒ab、cd長度均為0.2m，電阻均為0.1，重力均為0.1N。現用力向上拉動導體棒ab，使之勻速上升（導體棒ab、cd與導軌垂直且接觸良好），此時cd靜止不動，則ab上升時，下列說法正確的是（）A．經過cd的電流方向為從c到dB．ab受到的拉力大小為2NC．ab向上運動的速度大小為2m/sD．在2s內，拉力做功有0.6J的其他形式的能轉化為電能五、實驗題17．小明同學將廢棄不用的手機充電器拆開，發現內部有一個變壓器，他想在不拆變壓器繞線的前提下測量其初級線圈的直流電阻，先用多用電表歐姆擋測得阻值約400Ω，然后再用伏安法精確測量其直流電阻?，F有器材如下：①電流表A1（量程20mA，內阻r1約為3Ω，讀數記為I1）；②電流表A2（量程5mA，內阻，讀數記為I2）；③電壓表V（量程15V，內阻Rv約為15KΩ，讀數記為U）；④定值電阻；⑤定值電阻；⑥滑動變阻器R（0~1000Ω）；⑦蓄電池E（電動勢6V，內阻很?。?；⑧開關、導線若干。(1)小明利用以上的部分器材設計了如圖1所示的電路圖，請指出此電路設計不妥當的地方：()(2)請利用提供的器材在圖2的方框中畫出改進后的電路圖，并標出各器材的代號。()(3)測量初級線圈的電阻表達式為RL=___________。（本結果均用題中所給的字母表示）(4)關于實驗操作說法正確的是___________。A．接通電路時應先接通K1，電路穩定后再接通K2B．實驗結束拆除電路時應先斷開K1，稍等一會兒再斷開K2C．調整滑動變阻器電阻后立刻讀出電表讀數參考答案：1．

正確

錯誤

錯誤

正確

錯誤【來源】2023版32一輪復習第十章第2講法拉第電磁感應定律自感渦流【詳解】（1）永磁體沿斜面向下的運動中，鋁板內會產生渦流，鋁板所受安培力的反作用力將阻礙永磁體向下的運動，由牛頓第二定律可知由于渦流的產生會有阻尼作用，且隨速度的增大而增大，當鋁板所受安培力的反作用力與永磁體的重力沿斜面的下滑力大小相等時，永磁體開始做勻速運動，因此永磁體將先做加速度逐漸變小的變加速運動，且，再做勻速運動，正確。（2）永磁體沿斜面向下的運動中，鋁板內會產生渦流，鋁板所受安培力的反作用力將阻礙永磁體向下的運動，且隨速度的增大，渦流增大，阻尼作用越大，因此永磁體先做加速度逐漸變小的變加速運動，后做勻速運動，錯誤。（3）永磁體沿斜面向下的運動中，永磁體高度一直逐漸減小，則重力勢能一直逐漸減小，錯誤。（4）永磁體先做加速度逐漸變小的變加速運動，速度逐漸增大，后做勻速運動，速度不變，所以永磁體動能先逐漸增加，最后保持不變，正確。（5）永磁體沿斜面向下的運動中，鋁板內會產生渦流，由焦耳定律可知，在鋁板內會產生焦耳熱，鋁板的內能是由永磁體的機械能轉化而來，因此永磁體運動過程中機械能不守恒，錯誤。2．錯誤【來源】安徽省安慶市九一六學校2020-2021學年高二下學期3月月考物理試題【詳解】[1]線圈的自感系數是由線圈本身決定的物理量，與線圈中電流變化的快慢無關；此說法錯誤。3．相互靠近【來源】2021人教版選擇性必修第二冊第二章2.4互感和自感導學案【詳解】略4．

變化的磁場

本身

自感電動勢【來源】2.4互感和自感課前預習【詳解】[1][2][3]當一個線圈中的電流變化時，它產生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發出感應電動勢，同樣也在線圈本身激發出感應電動勢，這種現象稱為自感。由于自感而產生的感應電動勢叫作自感電動勢。5．

右

右

右

左

相等【來源】2.4互感與自感（練習）—2022-2023學年高二物理課后培優分級練（人教版2019選擇性必修第二冊）【詳解】[1][2]在開關S接通的瞬間，線圈阻礙電流增大，使得流經G1的電流緩慢增大，但流經兩電表的電流方向均從左向右流入，所以此時G1、G2指針均向右擺；[3][4][5]在S斷開的瞬間，線圈充當了電源、阻礙電流減小，使電流在線圈L、靈敏電流計G1、G2、電阻R構成的回路中慢慢減小到零，G1中電流為從左向右流入，G2中電流為從右向左流入，所以此時G1指針向右擺、G2指針向左擺；兩表串聯，電流相等，指針的擺動幅度相等。6．

斷開的

啟輝器

日光

大于

斷開

限流降壓【來源】2.4互感與自感（練習）—2022-2023學年高二物理課后培優分級練（人教版2019選擇性必修第二冊）【詳解】鎮流器在啟動時產生瞬時高壓，在正常工作時起降壓限流作用，電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電（啟輝器分壓少、輝光放電無法進行，不工作），U形片冷卻收縮，兩個觸片分離，燈絲受熱時發射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動．在加速運動的過程中，碰撞管內氬氣分子，使之迅速電離．在紫外線的激發下，管壁內的熒光粉發出近乎白色的可見光（1）[1]開關合上前，啟動器的靜金屬片和動金屬片是斷開的；（2）[2][3]開關剛合上時，220V電壓加在啟輝器；使日光發光；（3）[4]日光燈啟動瞬間，燈管兩端的電壓高于220V；（4）[5]日光燈正常發光時，啟動器的靜觸片和動觸片斷開的；[6]鎮流器起著限流降壓作用，保證日光燈正常工作。7．C【來源】江蘇省宿遷市北大附屬宿遷實驗學校2022-2023學年高二上學期開學考試物理試題【分析】根據題中物理情景描述可知，本題考查自感，根據電感線圈對電流作用的規律，運用電磁感應等，進行分析推斷?！驹斀狻緼．重新接通電路，由于L有自感電動勢產生，阻礙電流增大，所以A1逐漸變亮，而A2立即變亮，故A錯誤；B．由A分析可知A1逐漸變亮，故B錯誤；C．一段時間電路穩定后，再次斷開S，A1、A2與L、R構成回路，L相當于電源，因原來兩支路電流相等，所以不會出現A2閃亮一下再熄滅的現象，A1、A2都會逐漸熄滅，故C項正確；D．由C分析可知不會出現A2閃亮一下再熄滅的現象，故B錯誤。故選C。8．A【來源】第86講電磁感應的應用實例-2023屆高三物理高考復習101微專題模型精講精練【詳解】開關剛閉合時，由于線圈自感系數很大，對電流阻礙作用很強，相當于斷路，兩燈瞬間都亮，但由于線圈電阻可忽略，S閉合足夠長時間后，線圈相當于導線，燈泡A被短路而熄滅，燈泡B不受影響，所以A亮一下又逐漸變暗，燈泡B一直亮。由上述分析可知，A正確，BCD錯誤。故選A。9．C【來源】專題64自感與互感、渦流、電磁阻尼和驅動-2023屆高三物理一輪復習重點熱點難點專題特訓【詳解】A．燈泡A與二極管串聯，閉合開關K時，電流無法流過二極管，燈泡不亮，電感線圈L與電流傳感器串聯，阻礙電流流過傳感器，所以電流傳感器的示數逐漸增大后不變，又電流在電源外部由高電勢流向低電勢，則a點電勢比b點高，A錯誤；B．由A項分析可知，B錯誤；C．斷開開關K時，線圈中電流減小，產生自感電動勢和感應電流，且感應電流阻礙原電流減少，則通過G的電流逐漸減小，且方向向左流過二極管，故燈泡A在斷開開關K瞬間，亮一下再熄滅，又電流在電源外部由高電勢流向低電勢，則此時b點電勢高于a點，C正確；D．由C項分析可知，D錯誤．故選C。10．A【來源】浙江省寧波市2022-2023學年高一上學期期中考試模擬物理試題【詳解】棒ab水平拋出后做平拋運動，其速度越來越大，但只有水平分速度切割磁感線產生感應電動勢，故保持不變，故A正確，BCD錯誤。故選A。11．C【來源】2.4互感與自感（練習）—2022-2023學年高二物理課后培優分級練（人教版2019選擇性必修第二冊）【詳解】AB．閉合開關的瞬間，由于二極管具有單向導電性，所以無電流通過，一直不亮，由于線圈中自感電動勢的阻礙，燈逐漸變亮，故AB錯誤；CD．閉合開關，待電路穩定后斷開開關，線圈產生自感電動勢，兩燈串聯，所以突然變亮，然后兩燈逐漸變暗至熄滅．故C正確，D錯誤。故選C。12．C【來源】重難點12電磁感應-2023年高考物理【熱點?重點?難點】專練（全國通用）【詳解】A．斷開開關S1瞬間，線圈L1產生自感電動勢，阻礙電流的減小，通過L1的電流反向通過A1，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗，說明IL1>IA1，即RL1<RA1，故A錯誤；B．閉合S1，電路穩定后，因為RL1<RA1，所以A1中電流小于L1中電流，故B錯誤；C．閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同，說明變阻器R與L2的電阻值相同，故C正確；D．閉合S2瞬間，通過L2的電流增大，由于電磁感應，線圈L2產生自感電動勢，阻礙電流的增大，則L2中電流與變阻器R中電流不相等，故D錯誤。故選C。13．BD【來源】2023選擇性必修二第二章4互感和自感（講）【詳解】A．由圖可知，產生電火花的回路由導線、銼刀與電池組成，故A錯誤；B．手持導線的另一端，在銼刀上來回劃動時產生電火花，是由于電路時通時斷，在回路中產生自感電動勢，與導線運動的方向無關，即導線端向兩個方向劃動時都能產生電火花，故B正確；C．產生電火花的回路由導線、銼刀與電池組成，如果銼刀是絕緣體，則實驗不能完成，故C錯誤；D．自感電動勢的方向根據楞次定律判定，與導線端劃動的方向無關，故D正確。故選BD。14．BD【來源】專題13.2法拉第電磁感應定律自感和渦流【練】——2023年高考物理一輪復習講練測（新教材新高考通用）【詳解】AB．S閉合瞬間，電源電壓同時加到兩燈上，由于L的自感作用，L瞬間相當于斷路，所以電流經過兩燈，兩燈同時亮，當電流穩定時，L與D1并聯后再與D2串聯，D1兩端電壓變小，D2兩端電壓變大，所以D1會變暗，D2更亮，故A錯誤，B正確；CD．S斷開時，D2立即熄滅，由于L的自感作用，導致線圈中出現感應電動勢從而阻礙電流的減小，所以D1會過一會兒后才熄滅，故C錯誤，D正確。故選BD。15．AB【來源】北京市十一學校2022-2023學年高三上學期12月月考物理試題【詳解】AB．閉合開關前，A、B兩點間電勢差UAB滿足流過L的電流方向自上而下。當斷開開關S時，由于流過電感L的電流不能突變，因此此時仍有電流流過小燈泡D，流向為B到A，與S斷開前小燈泡的電流方向相反，因此斷開S瞬間，UAB反向，且大小滿足當時即為B選項所示圖像，當時即為A選項所示圖像，故AB正確；CD．因為斷開S后，UAB反向，故CD錯誤。故選AB。16．AC【