第六节 互感和自感
基础夯实
1．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法正确的是( )
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势与原电流方向相反
2．在制造精密电阻时，为消除电阻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．当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D．以上说法均不正确
3．(2011·江门模拟)如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是一带铁芯的线圈．开关S原来闭合，则开关S断开的瞬间( )
A．L中的电流方向改变，灯泡B立即熄灭
B．L中的电流方向不变，灯泡B要过一会儿才熄灭
C．L中的电流方向改变，灯泡A比B熄灭慢
D．L中的电流方向不变，灯泡A比B熄灭慢
4．如图电路中电源内阻不能忽略，R阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是
( )
A．A比B先亮，然后A灭
B．B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．A、B一起亮，然后A灭
D．A、B一起亮，然后B灭
5．如图所示，是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测定自感线圈的直流电压，在测定完毕后，将电路拆卸时应( )
A．先断开S1 B．先断开S2
C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R
6．如图中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计，零点在表盘中央的电流计．当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方．那么，当开关S断开时( )
A．G1和G2的指针都立即回到零点
B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D．G1的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
7．下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，延时继电器就是这样得名的．
(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？
能力提升
1．(2010·天津一中高二期中)如图所示的电路中，D1和D2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接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是( )
A．接通时D1先达到最亮，断开时D1后暗
B．接通时D2先达到最亮，断开时D2后暗
C．接通时D1先达到最亮，断开时D2先暗
D．接通时D2先达到最亮，断开时D1先暗
2．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源．漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器自动切断电源的原因判断为磁卡机用电端( )
A．零线与火线之间漏电
B．火线与地线之间漏电或零线直接接地
C．只有火线与地之间漏电才会产生
D．刷卡机装得过多，造成电流太大
3．(2010·三明市五校联考)在下图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2为开关，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是( )
4．在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是( )
5．如图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．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量．测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻．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．李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两只表笔，也没有什么感觉．这是什么原因？
6．如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5，Ω，R2＝7.5Ω，L为自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4A.试求电池的电动势和内阻．
详解答案
1答案：C
解析：线圈的自感系数由线圈本身的因素(如长度、面积、匝数等)决定，E自 ∝，而不是E自∝ΔI，C对，A、B错，线圈中电流减小时自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，电动势方向与原电流方向相反，D错．
2答案：C
3[答案] D
[解析] 当开关S断开时，L与灯泡A组成回路，由于自感，L中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A灯熄灭要慢；B灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为D.
4答案：B
解析：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错，稳定后，由于与B灯连接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．
5答案：B
解析：因S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2，B正确，A错误．不能在通电状态下拆除电源和电压表，因此C、D错误．
6答案：D
解析：S断开后，自感电流的方向与G2原电流方向相同，与G1原电流方向相反．
7解析：(1)当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少，由于互感现象，B中产生互感电流，产生的电流磁场对衔铁仍有吸引，故能够延时．
(2)如果线圈B不闭合，无互感电流，无磁场产生，不能延时．
能力提升
1答案：AC
解析：开关S接通时，L产生自感电动势阻碍电流的增大，此时相当于断路，D1的电流大于D2的电流，D1先达到最亮，断开时，L产生自感电动势阻碍电流的减小，让其电流慢慢减小，D1与L构成回路，D1后暗，D2先暗．
2答案：B
解析：由题意知，火线和零线：均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．
3答案：AC
解析：日光灯启动时，电流通过镇流器、灯丝和启动器构成回路，使启动器发出辉光，相当于启动器短路接通，同时电流加热灯丝、灯丝发射电子，镇流器起控制电流的作用，之后启动器断开瞬间，镇流器产生很大的自感电动势，出现一个高电压加在灯管两端，灯管中的气体放电、发光，此时启动器已无作用．所以启动器可用手动的开关来代替(实际操作时，因启动器丢失或损坏时，可手持带绝缘皮的导线短接启动器然后再断开)．另外，D图的错误是不能让灯管的灯丝短路．
4答案：D
解析：闭合S时，二极管处于反向截止状态，不影响电路正常工作．断开S时，由于自感现象，线圈跟二极管D组成闭合回路，此时二极管处于正向导通，可以避免电弧的产生，故D选项正确．
5答案：由于产生断电自感电动势，并且电动势比较大，故刘伟有被电击感觉，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．
6答案：3V 5Ω
解析：闭合开关S的瞬间，R1和R2串联接入电路，由闭合电路欧姆定律I1＝，即0.2＝
电路稳定后，R2被短路，I2＝，即0.4＝
由以上式子解得：
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