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4.自感
题组一　互感现象、自感现象的理解和应用
1.（2024·四川内江高二期中）在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。下列选项中，最能符合这样要求的一幅图是（　　）
　
2.如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到（　　）
A.灯泡变暗 B.灯泡变亮
C.螺线管缩短 D.螺线管长度不变
3.如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻的阻值均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0。现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是（　　）
A.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零
B.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终小于I0
C.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变
D.自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0
4.在如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是（　　）
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.G2的指针缓慢地回到零点，而G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
题组二　互感和自感现象中的图像问题
5.如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）
　
A.t1时刻，两环作用力最大
B.t2和t3时刻，两环相互吸引
C.t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D.t3和t4时刻，两环相互吸引
6.（多选）（2024·四川乐山高二检测）图1是用电流传感器（相当于电流表，其内阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图2是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法正确的是（　　）
A.图甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.图乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.图丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.图丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
7.（多选）如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是（　　）
A.B灯逐渐熄灭，电流方向为c→d B.有电流通过A灯，方向为b→a
C.A灯闪亮一下后逐渐熄灭 D.线圈把磁场能转化为电能
8.（2024·四川南充高二期末）如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（　　）
A.L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
B.L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗
C.L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗
D.L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
9.如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器。当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是（　　）
A.S闭合时，A不会立即亮，然后逐渐熄灭
B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C.S闭合足够长时间后，B发光而A不发光
D.S闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭
10.图甲为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。求：
（1）线圈的直流电阻RL；
（2）开关断开时，该同学观察到的现象是什么？并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是多少？
4.自感
1.D　线圈有电流通过时产生磁场，对其他线圈有无影响实质是：是否引起电磁感应现象——即看穿过邻近线圈的磁通量有无变化。通过分析知D选项中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线圈，因而是最符合要求的。故选D。
2.A　当软铁棒插入螺线管中时，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长。故A正确。
3.D　当开关S闭合时，通过线圈的电流增大，在线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的增大，但“阻碍”不是“阻止”，“阻碍”实质上是“延缓”，电路中的电流不会立刻变为2I0，但最终仍会增大到2I0。选项D正确。
4.D　根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开关S断开的瞬间，G1中原电流立即消失，而对于G2所在支路，由于线圈L的自感作用，电流不会立即消失，自感电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减小为零，此时G1中的电流和原电流方向相反，变为自左向右，且与G2中的电流同时缓慢减小为零，故选项D正确。
5.B　t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流都在减小，则B环中均产生与A环中同向的电流，故两环相互吸引，B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。
6.BC　开关S由断开变为闭合，电源与传感器2组成的回路立即有电流，而线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流（通过传感器1的电流）也要慢慢增加，故A错误，B正确；开关S由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即消失，而电感线圈这一支路，由于电感线圈阻碍电流的减小，该电流又通过传感器2，只是电流的方向与以前相反，且通过传感器2的电流逐渐减小，故C正确，D错误。
7.BD　由于定值电阻R没有自感作用，故闭合S2，待电路稳定后将S1断开时，B灯立即熄灭， A错误；S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L没有自感作用，可知线圈L的电阻也为R，在S2、S1都闭合且稳定时，IA＝IB，当S2闭合、S1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过A灯的电流方向变为b→a，但A灯不会出现闪亮一下再熄灭的现象， B正确，C错误；由于线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，此过程中磁场能转化为电能，D正确。
8.B　开关S从闭合状态突然断开时，L中产生方向向右的自感电动势，L1逐渐变暗，L2立即熄灭（理想二极管单向导电），L3先变亮后逐渐变暗（L3中原电流小于L1中电流），选项B正确。
9.C　S刚闭合后，电容器C要充电，并且充电电流越来越小，L的自感系数很大，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被L短路，所以A会熄灭。而L对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增大，则B逐渐变亮，故A、B错误；S闭合足够长时间后，线圈没有阻碍作用，将A短路，电容器充电结束，因此B正常发光而A不发光，故C正确；S闭合足够长时间后再断开，电容器要对B放电，故B要逐渐熄灭，而线圈L对A放电，导致A灯突然亮一下，然后熄灭，故D错误。
10.（1）2 Ω　（2）灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　15 V
解析：（1）由题图像可知S闭合稳定时IL＝1.5 A
RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω。
（2）S闭合稳定时流过小灯泡电流I1＝＝ A＝1 A
S断开后，L、R、R1组成闭合回路，电流由1.5 A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势
E'＝IL（R＋RL＋R1）＝15 V。
3 / 34.自感
核心素养目标 1.观察通电自感和断电自感实验，了解自感现象。 2.能举例说明自感现象在生产生活中的应用
知识点一　自感现象　自感系数
1.互感现象：一个线圈通电或断电的瞬间，另一个与之靠近的线圈中会出现　　　　的现象。
2.自感：由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象。
3.自感电动势：在　　　　现象中产生的电动势。
4.自感电动势的大小：EL＝L，其中L是自感系数，简称　　　　或　　　　，单位是　　　　，符号为H。
5.自感系数大小的决定因素：自感系数与线圈的形状、直径、匝数以及是否有铁芯等因素有关。
知识点二　自感现象的应用——日光灯
1.结构：普通的日光灯是由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成。
2.启动器：也称启辉器，是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，一个是固定不动的静触片，一个是用两种不同的金属薄片铆合而成的U形动触片。
3.镇流器：是一个有铁芯的自感系数很大的线圈，其作用是在日光灯启动时在灯管两端形成一个瞬时高压，正常工作时又起到一个降压限流的作用。
【情景思辨】
　图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2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）图甲中，A1与L1的电阻值相同。（　　）
（2）图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流。（　　）
（3）图乙中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同。（　　）
（4）图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等。（　　）
要点一　互感现象的理解和应用
1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。
【典例1】　（多选）一种延时装置的原理图如图所示，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则（　　）
A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用
D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变化
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它从1扳到2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是（　　）
A.先由P→Q，再由Q→P
B.先由Q→P，再由P→Q
C.始终由Q→P
D.始终由P→Q
2.（多选）目前无线电力传输已经比较成熟，一种基于电磁感应原理可无线传输电力的非接触式电源供应系统的原理示意图如图所示。两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，下列说法正确的是（　　）
A.若甲线圈中输入电流，乙线圈中就会产生感应电动势
B.只有甲线圈中输入变化的电流，乙线圈中才会产生感应电动势
C.甲中电流越大，乙中感应电动势越大
D.甲中电流变化越快，乙中感应电动势越大
要点二　自感现象的理解和应用
【探究】李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈祼露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟同学会有电击的感觉，试说明原因。
【归纳】
1.自感现象的分析思路
（1）明确通过自感线圈的电流大小的变化情况（是增大还是减小）。
（2）根据“增反减同”，判断自感电动势的方向。
（3）分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小。
2.自感现象中，灯泡亮度变化的问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后亮度不变
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2，①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮一下后逐渐变暗。 两种情况通过灯泡的电流方向均改变
3.日光灯的工作原理
（1）开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热。
（2）电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。
（3）在电路突然断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。
（4）日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流的变化，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。
【典例2】　（多选）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（　　）
A.S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭
B.S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮
C.S闭合瞬间，灯A、B都不立即亮
D.稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【典例3】　（多选）如图是日光灯的工作原理电路图，下列说法中正确的是（　　）
A.日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用
B.镇流器能产生瞬时高压点亮灯管，并在灯管亮后起降压限流作用
C.日光灯灯管亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉
D.日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应（　　）
A.先断开开关S1　　　　 B.先断开开关S2
C.先拆去电流表 D.先拆去电阻R
2.如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是（　　）
3.（多选）在图（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则（　　）
A.在图（a）中，断开S，D将渐渐变暗
B.在图（a）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C.在图（b）中，断开S，D将渐渐变暗
D.在图（b）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
要点三　互感和自感现象中的图像问题
分析互感和自感图像问题的步骤
（1）明确研究对象及所研究的问题。
（2）分析所研究对象在电路中的位置，与电源、线圈等的关系及其电流、电压在某一段时间内的大小、方向和变化情况。
（3）看是否规定正方向，若没有说明，确定是否考虑正方向或只考虑其数值。
（4）结合题意和已知条件，利用互感、自感知识和电路知识等进行分析和计算，从而确定出不同时间内某物理量随时间的变化规律。
【典例4】　如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。如选项图所示，表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（　　）
尝试解答　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图（a）所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　）
2.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1和A2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使A1和A2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开开关S。若t'时刻再闭合开关S，则在t'前后的一小段时间内，选项图中正确反映流过A1的电流i1、流过A2的电流i2随时间t变化的图像是（　　）
　
3.如图所示的电路中，L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、开关S1和电池E可构成闭合回路，线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向。初始时，开关S1和S2都处于断开状态。设在t＝0时刻，接通开关S1，经
过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关S2，则选项图中能正确表示线圈中的电流I随时间t变化的图线是（　　）
　
1.通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的（　　）
A.自感系数也将均匀增大 B.自感电动势也将均匀增大
C.磁通量保持不变 D.自感系数和自感电动势不变
2.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有（　　）
A.灯A立即熄灭
B.灯A慢慢熄灭
C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭
3.（多选）如图所示，用电流传感器研究自感现象。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接的计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图像。下列图像中可能正确的是（　　）
4.在如图所示的电路中，A、B是两个相同的小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计。调节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（　　）
A.合上开关时，A、B两灯同时正常发光；断开开关时，A、B两灯同时熄灭
B.合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C.断开开关时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开开关时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
5.如图所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势（　　）
A.使电路的电流减小，最后由I0减小到零
B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0
4.自感
【基础知识·准落实】
知识点一
1.感应电流　3.自感　4.自感　电感　亨利
情景思辨
（1）×　（2）×　（3）√　（4）×
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【典例1】　BC　S1断开时，线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，故B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，故C正确，D错误。
素养训练
1.C　开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由向右变为向左，先减小后反向增加，由楞次定律可得R中电流始终由Q→P，C正确。
2.BD　根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，乙线圈才能产生感应电动势，A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，即甲线圈电流变化越快，甲线圈中电流产生的磁场变化越快，乙线圈中感应电动势越大，C错误，D正确。
要点二
知识精研
【探究】　提示：欧姆表中有干电池，接通时，刘伟手持的线圈中有电流，在李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟手持线圈中的磁通量减小，产生感应电动势，使刘伟有电击的感觉。
【典例2】　AD　S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过灯A，所以灯A、B会同时亮；又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，灯A逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最后熄灭。这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，灯B会更亮。稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与灯A组成回路，灯A要闪亮一下再熄灭，灯B立即熄灭。
【典例3】　BC　日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如图所示，
在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，可以将启动器去掉，此时电流通过镇流器而降压，不能使镇流器短路，也不能去掉，故A、D错误，B、C正确。
素养训练
1.B　该电路实际上就是伏安法测电感线圈的直流电阻的电路，在实验完毕后，由于线圈的自感作用，若电路拆去的先后顺序不对，可能会烧坏电表。当S1、S2闭合，电路稳定时，线圈中的电流方向是a→b，电压表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S1或先拆电流表或先拆去电阻R瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表两端被加了一个反向电压，指针反偏。由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，可能会烧坏电压表。若先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2。故B正确。
2.A　根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可。当动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中在动、静触片分离时，镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右两端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项D错误。只有A项满足发光条件。
3.AD　在图（a）中自感线圈L与灯泡D串联，D与L电流相等，断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐减小，D将渐渐变暗，而不是立即熄灭。在图（b）中，L与D并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从稳定值逐渐减小，故S断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将先变得更亮，然后渐渐变暗。故选项A、D正确。
要点三
知识精研
【典例4】　B　开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当于断路，随后由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，整个电路中的总电流增大，由U内＝Ir得内电压增大，由UAB＝E－Ir得路端电压UAB减小。电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L支路的电流小于流过灯泡D的电流。当开关S断开时，由于线圈L的自感作用，流过灯泡D的电流立即与L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，选项B正确。
素养训练
1.C　由题图可知cd线圈在不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，选项A、B、D错误，C正确。
2.B　由题中给出的电路可知，该电路由两个支路并联，其中一个支路中L与A1串联，另一个支路中A2与R串联，在t'时刻，A1支路的电流因为有L的自感作用，所以i1由0逐渐增大，A2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大或减小的过程，故选项B正确。
3.A　在t＝0时刻，接通开关S1，通过线圈的电流从无到有，因自感电动势的产生，电流逐渐增大直到稳定，在t＝t1时刻，再接通开关S2时，线圈中的电流将减小，因自感电动势的存在，电流逐渐减小为0，由楞次定律可知，线圈中电流的方向不变，故只有选项A正确。
【教学效果·勤检测】
1.D　线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，由法拉第电磁感应定律知，磁通量变化，C项错误；自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关，A项错误；自感电动势E＝L，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，B项错误，D项正确。
2.A　当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭，A正确。
3.AD　当t＝0时刻闭合开关S的瞬间，电路中的电流突然增大，在L中要产生自感电动势阻碍电流的增加，所以L中的电流会逐渐增加到稳定值；而电阻R上，开始时由于L中有很大的自感电动势的产生，在L上相当于断路，所以流过R的电流会较大，然后随时间逐渐减小到稳定值。由于L直流电阻小于电阻R的阻值，所以稳定时流过电阻R的电流小于流过L的电流，两者方向相同，都是从左向右；当t1时刻断开S时，R中原来的电流立即减小到零，但是L中由于自感电动势阻碍电流的减小，所以此电流会在L和R中形成回路，然后逐渐减到零，其流过R的电流方向与原来方向相反。所以选项A、D正确。
4.B　合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在的支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将延后一些时间才能达到正常发光状态，选项A错误，B正确；断开开关时，L中产生与原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反，选项C错误；因为断开开关后，由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，选项D错误。
5.D　S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错误；最后达到稳定时，电路中总电流为I＝＝2I0，D正确。
8 / 8(共76张PPT)
4.自感
核心素养目标 1.观察通电自感和断电自感实验，了解自感现象。
2.能举例说明自感现象在生产生活中的应用
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　自感现象　自感系数
1. 互感现象：一个线圈通电或断电的瞬间，另一个与之靠近的线圈中
会出现 的现象。
2. 自感：由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象。
3. 自感电动势：在 现象中产生的电动势。
4. 自感电动势的大小：EL＝L，其中L是自感系数，简称
或 ，单位是 ，符号为H。
感应电流　
自感　
自感　
电感　
亨利　
5. 自感系数大小的决定因素：自感系数与线圈的形状、直径、匝数以
及是否有铁芯等因素有关。
知识点二　自感现象的应用——日光灯
1. 结构：普通的日光灯是由灯管、镇流器、启动器、导线和开关
组成。
2. 启动器：也称启辉器，是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电
极，一个是固定不动的静触片，一个是用两种不同的金属薄片铆合
而成的U形动触片。
3. 镇流器：是一个有铁芯的自感系数很大的线圈，其作用是在日光灯
启动时在灯管两端形成一个瞬时高压，正常工作时又起到一个降压
限流的作用。
【情景思辨】
　图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2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）图甲中，A1与L1的电阻值相同。 （　×　）
（2）图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流。
（　×　）
（3）图乙中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同。 （　√　）
（4）图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等。
（　×　）
×
×
√
×
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　互感现象的理解和应用
1. 互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一
铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的
电路之间。
2. 互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用
互感现象制成的。
【典例1】　（多选）一种延时装置的原理图如图所示，当S1闭合
时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应
作用，D将延迟一段时间才被释放。则（　　）
A. 由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D
的作用
B. 由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D
的作用
C. 如果断开B线圈的开关S2，无延时作用
D. 如果断开B线圈的开关S2，延时将变化
解析：S1断开时，线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电
流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，故B正确，A错误；若S2断
开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，故C正确，D错误。
1. 在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它
从1扳到2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向
是（　　）
A. 先由P→Q，再由Q→P B. 先由Q→P，再由P→Q
C. 始终由Q→P D. 始终由P→Q
解析： 　开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由向右变为向
左，先减小后反向增加，由楞次定律可得R中电流始终由Q→P，C
正确。
2. （多选）目前无线电力传输已经比较成熟，一种基于电磁感应原理
可无线传输电力的非接触式电源供应系统的原理示意图如图所示。
两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，下列说法正
确的是（　　）
A. 若甲线圈中输入电流，乙线圈中就
会产生感应电动势
B. 只有甲线圈中输入变化的电流，乙
线圈中才会产生感应电动势
C. 甲中电流越大，乙中感应电动势越大
D. 甲中电流变化越快，乙中感应电动势越大
解析： 　根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场
中，乙线圈才能产生感应电动势，A错误，B正确；根据法拉第电
磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，即甲线圈
电流变化越快，甲线圈中电流产生的磁场变化越快，乙线圈中感应
电动势越大，C错误，D正确。
要点二　自感现象的理解和应用
【探究】
　李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈祼
露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟同学会有电击
的感觉，试说明原因。
提示：欧姆表中有干电池，接通时，刘伟手持的线圈中有电流，在李
辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟手持线圈中的磁通量减小，产生感应
电动势，使刘伟有电击的感觉。
【归纳】
1. 自感现象的分析思路
（1）明确通过自感线圈的电流大小的变化情况（是增大还是减
小）。
（2）根据“增反减同”，判断自感电动势的方向。
（3）分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，
线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐
增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电
流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小。
2. 自感现象中，灯泡亮度变化的问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电
路
图
通
电
时 电流逐渐增大，灯泡
逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳
定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后
亮度不变
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
断
电
时 电流逐渐减小，灯泡
逐渐变暗，电流方向
不变 电路中稳态电流为I1、I2，①若I2≤I1，灯
泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮一下
后逐渐变暗。
两种情况通过灯泡的电流方向均改变
3. 日光灯的工作原理
（1）开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器
线圈中有电流流过，使灯丝预热。
（2）电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形片冷却收缩，
两个触片分离，电路自动断开。
（3）在电路突然断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会
产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感
电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管
两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通
路开始发光。
（4）日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈
中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流的变化，这时镇流
器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。
【典例2】　（多选）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（　　）
A. S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯
A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭
B. S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮
C. S闭合瞬间，灯A、B都不立即亮
D. 稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭
解析：S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L
中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯，自感系数较大，对
电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干
路中的电流几乎全部流过灯A，所以灯A、B会同时亮；又由于L中电
流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，灯A逐渐变暗，线圈的电阻可忽
略，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最后熄灭。这个过程电路的
总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，灯B会更亮。稳定后S断
开瞬间，由于线圈的电流较大，L与灯A组成回路，灯A要闪亮一下再
熄灭，灯B立即熄灭。
【典例3】　（多选）如图是日光灯的工作原理
电路图，下列说法中正确的是（　　）
A. 日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用
B. 镇流器能产生瞬时高压点亮灯管，并在灯管
亮后起降压限流作用
C. 日光灯灯管亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉
D. 日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低
对电能的消耗
解析：日光灯工作时都
要经过预热、启动和正
常工作三个不同的阶
段，它们的工作电流通
路如图所示，
在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯
管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，可以将启
动器去掉，此时电流通过镇流器而降压，不能使镇流器短路，也不能
去掉，故A、D错误，B、C正确。
1. 如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线
圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实
验完毕后，将电路拆开时应（　　）
A. 先断开开关S1 B. 先断开开关S2
C. 先拆去电流表 D. 先拆去电阻R
解析： 　该电路实际上就是伏安法测电感线圈的直流电阻的电
路，在实验完毕后，由于线圈的自感作用，若电路拆去的先后顺序
不对，可能会烧坏电表。当S1、S2闭合，电路稳定时，线圈中的电
流方向是a→b，电压表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏
转，若先断开S1或先拆电流表或先拆去电阻R瞬间，线圈中产生的
自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于
电源的正极，此时电压表两端被加了一个反向电压，指针反偏。由
“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，可能会烧坏电压表。
若先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流
几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2。故B正确。
2. 如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的
是（　　）
解析： 　根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要
预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可。当
动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C
中在动、静触片分离时，镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在
灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右两端分别被短接，无
法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项D错误。只有A项满
足发光条件。
3. （多选）在图（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相
等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则（　　）
A. 在图（a）中，断开S，D将渐渐变暗
B. 在图（a）中，断开S，D将先变得更亮，然后
渐渐变暗
C. 在图（b）中，断开S，D将渐渐变暗
D. 在图（b）中，断开S，D将先变得更亮，然后
渐渐变暗
解析： 　在图（a）中自感线圈L与灯泡D串联，D与L电流相
等，断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐
减小，D将渐渐变暗，而不是立即熄灭。在图（b）中，L与D并
联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从稳定
值逐渐减小，故S断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将先变得更
亮，然后渐渐变暗。故选项A、D正确。
要点三　互感和自感现象中的图像问题
分析互感和自感图像问题的步骤
（1）明确研究对象及所研究的问题。
（2）分析所研究对象在电路中的位置，与电源、线圈等的关系及其
电流、电压在某一段时间内的大小、方向和变化情况。
（3）看是否规定正方向，若没有说明，确定是否考虑正方向或只考
虑其数值。
（4）结合题意和已知条件，利用互感、自感知识和电路知识等进
行分析和计算，从而确定出不同时间内某物理量随时间的变
化规律。
【典例4】　如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关
S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。如选项图所示，表示
A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（　　）
解析：开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当
于断路，随后由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的
电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，整个电路中的总电流增
大，由U内＝Ir得内电压增大，由UAB＝E－Ir得路端电压UAB减小。电
路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L支路的电流小
于流过灯泡D的电流。当开关S断开时，由于线圈L的自感作用，流过
灯泡D的电流立即与L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减
小，即UAB反向减小，选项B正确。
1. 如图（a）所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以
变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示。已知线
圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流
随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　）
解析： 　由题图可知cd线圈在不同时间段内产生的电压是恒定
的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中
的电流是均匀变化的，选项A、B、D错误，C正确。
2. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1和A2分别串联一个带
铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使
A1和A2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，
断开开关S。若t'时刻再闭合开关S，则在t'前后的一小段时间内，
选项图中正确反映流过A1的电流i1、流过A2的电流i2随时间t变化的
图像是（　　）
　
解析： 　由题中给出的电路可知，该电路由两个支路并联，其中
一个支路中L与A1串联，另一个支路中A2与R串联，在t'时刻，A1支
路的电流因为有L的自感作用，所以i1由0逐渐增大，A2支路为纯电
阻电路，i2不存在逐渐增大或减小的过程，故选项B正确。
3. 如图所示的电路中，L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、开关K1
和电池E可构成闭合回路，线圈上的箭头表示线圈中电流的正方
向。初始时，开关K1和K2都处于断开状态。设在t＝0时刻，接通开
关K1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关K2，则选项图中能
正确表示线圈中的电流I随时间t变化的图线是（　　）
解析： 　在t＝0时刻，接通开关K1，通过线圈的电流从无到有，
因自感电动势的产生，电流逐渐增大直到稳定，在t＝t1时刻，再接
通开关K2时，线圈中的电流将减小，因自感电动势的存在，电流
逐渐减小为0，由楞次定律可知，线圈中电流的方向不变，故只有
选项A正确。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的（　　）
A. 自感系数也将均匀增大
B. 自感电动势也将均匀增大
C. 磁通量保持不变
D. 自感系数和自感电动势不变
解析： 　线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，由法拉
第电磁感应定律知，磁通量变化，C项错误；自感系数由线圈
本身决定，与电流大小无关，A项错误；自感电动势E＝L，
与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知
电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，B
项错误，D项正确。
2. 如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发
光，当断开开关S的瞬间会有（　　）
A. 灯A立即熄灭
B. 灯A慢慢熄灭
C. 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D. 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
解析： 　当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到
零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形
成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭，
A正确。
3. （多选）如图所示，用电流传感器研究自感现象。电源内阻不可忽
略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。t＝0时
刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接的计算
机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变
化的图像。下列图像中可能正确的是（　　）
解析： 　当t＝0时刻闭合开关S的瞬间，电路中的电流突然增
大，在L中要产生自感电动势阻碍电流的增加，所以L中的电流会
逐渐增加到稳定值；而电阻R上，开始时由于L中有很大的自感电
动势的产生，在L上相当于断路，所以流过R的电流会较大，然后
随时间逐渐减小到稳定值。由于L直流电阻小于电阻R的阻值，所
以稳定时流过电阻R的电流小于流过L的电流，两者方向相同，都
是从左向右；当t1时刻断开S时，R中原来的电流立即减小到零，但
是L中由于自感电动势阻碍电流的减小，所以此电流会在L和R中形
成回路，然后逐渐减到零，其流过R的电流方向与原来方向相反。
所以选项A、D正确。
4. 在如图所示的电路中，A、B是两个相同的小灯泡。L是一个带铁芯
的线圈，其电阻可忽略不计。调节R，电路稳定时两小灯泡都正常
发光，则（　　）
A. 合上开关时，A、B两灯同时正常发光；断开开关时，
A、B两灯同时熄灭
B. 合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C. 断开开关时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B
两灯的电流方向都与原电流方向相同
D. 断开开关时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
解析： 　合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在的支路中，由
于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将延后一些时间才能
达到正常发光状态，选项A错误，B正确；断开开关时，L中产生与
原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相
同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反，选项C错误；因为断
开开关后，由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流
值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比
原来更亮，选项D错误。
5. 如图所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均
可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝，现将S闭合，于是电
路中产生了自感电动势，此自感电动势（　　）
A. 使电路的电流减小，最后由I0减小到零
B. 有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0
解析： 　S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感
电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错误；阻碍电流增大，不是
不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错误；最后达
到稳定时，电路中总电流为I＝＝2I0，D正确。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一　互感现象、自感现象的理解和应用
1. （2024·四川内江高二期中）在无线电技术中，常有这样的要求：
有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没
有影响。下列选项中，最能符合这样要求的一幅图是（　　）
　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 　线圈有电流通过时产生磁场，对其他线圈有无影响实质
是：是否引起电磁感应现象——即看穿过邻近线圈的磁通量有无变
化。通过分析知D选项中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线
圈，因而是最符合要求的。故选D。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. 如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长
度，灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺
线管内，则将看到（　　）
A. 灯泡变暗 B. 灯泡变亮
C. 螺线管缩短 D. 螺线管长度不变
解析： 　当软铁棒插入螺线管中时，穿过螺线管的磁通量增加，
故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间
同向电流吸引力减小，螺线管变长。故A正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. 如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中
两个电阻的阻值均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0。
现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的
是（　　）
A. 由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终
由I0减小到零
B. 由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终
小于I0
C. 由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变
D. 自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 　当开关S闭合时，通过线圈的电流增大，在线圈中产生
自感电动势，自感电动势阻碍电流的增大，但“阻碍”不是“阻
止”，“阻碍”实质上是“延缓”，电路中的电流不会立刻变为
2I0，但最终仍会增大到2I0。选项D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. 在如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表
盘中央的两个相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指
针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是（　　）
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. G2的指针缓慢地回到零点，而G1的指针先立即偏向左
方，然后缓慢地回到零点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 　根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右
偏。那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开
关S断开的瞬间，G1中原电流立即消失，而对于G2所在支路，
由于线圈L的自感作用，电流不会立即消失，自感电流沿L、
G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，
即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减小为零，此时G1中的电
流和原电流方向相反，变为自左向右，且与G2中的电流同时缓
慢减小为零，故选项D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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题组二　互感和自感现象中的图像问题
5. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随
时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）
　
A. t1时刻，两环作用力最大
B. t2和t3时刻，两环相互吸引
C. t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D. t3和t4时刻，两环相互吸引
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解析： 　t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和
t3时刻A环中电流都在减小，则B环中均产生与A环中同向的电流，
故两环相互吸引，B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相
互作用，D错误。
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6. （多选）（2024·四川乐山高二检测）图1是用电流传感器（相当于
电流表，其内阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两
个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直
流电阻值也为R。图2是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通
过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法正确
的是（　　）
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A. 图甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的
情况
B. 图乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的
情况
C. 图丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的
情况
D. 图丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的
情况
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解析： 　开关S由断开变为闭合，电源与传感器2组成的回路立
即有电流，而线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈
的电流要慢慢增加，所以干路电流（通过传感器1的电流）也要慢
慢增加，故A错误，B正确；开关S由闭合变为断开，通过传感器1
的电流立即消失，而电感线圈这一支路，由于电感线圈阻碍电流的
减小，该电流又通过传感器2，只是电流的方向与以前相反，且通
过传感器2的电流逐渐减小，故C正确，D错误。
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7. （多选）如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感
系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮
度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是
（　　）
A. B灯逐渐熄灭，电流方向为c→d
B. 有电流通过A灯，方向为b→a
C. A灯闪亮一下后逐渐熄灭
D. 线圈把磁场能转化为电能
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解析： 　由于定值电阻R没有自感作用，故闭合S2，待电路稳定
后将S1断开时，B灯立即熄灭， A错误；S1闭合、S2断开且电路稳
定时，A、B两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L
没有自感作用，可知线圈L的电阻也为R，在S2、S1都闭合且稳定
时，IA＝IB，当S2闭合、S1突然断开时，由于线圈的自感作用，流
过A灯的电流方向变为b→a，但A灯不会出现闪亮一下再熄灭的现
象， B正确，C错误；由于线圈中磁通量发生变化，产生感应电
流，此过程中磁场能转化为电能，D正确。
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8. （2024·四川南充高二期末）如图所示的电路中，三个灯泡L1、
L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感线圈L的直流电阻可忽略，D
为理想二极管。开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是
（　　）
A. L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
B. L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐
变暗
C. L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗
D. L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗
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解析： 　开关S从闭合状态突然断开时，L中产生方向向右的自感
电动势，L1逐渐变暗，L2立即熄灭（理想二极管单向导电），L3先
变亮后逐渐变暗（L3中原电流小于L1中电流），选项B正确。
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9. 如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系
数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器。当S
闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是（　　）
A. S闭合时，A不会立即亮，然后逐渐熄灭
B. S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C. S闭合足够长时间后，B发光而A不发光
D. S闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭
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解析： 　S刚闭合后，电容器C要充电，并且充电电流越来越小，
L的自感系数很大，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被L短路，所以
A会熄灭。而L对电流变化有阻碍作用，所以通过B的电流逐渐增
大，则B逐渐变亮，故A、B错误；S闭合足够长时间后，线圈没有
阻碍作用，将A短路，电容器充电结束，因此B正常发光而A不发
光，故C正确；S闭合足够长时间后再断开，电容器要对B放电，故
B要逐渐熄灭，而线圈L对A放电，导致A灯突然亮一下，然后熄
灭，故D错误。
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10. 图甲为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－
3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所
示）。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，
电阻R的阻值为2 Ω。求：
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（1）线圈的直流电阻RL；
答案： 2 Ω　
解析： 由题图像可知S闭合稳定时IL＝1.5 A
RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω。
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（2）开关断开时，该同学观察到的现象是什么？并计算开关断开
瞬间线圈产生的自感电动势是多少？
答案： 灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　15 V
解析： S闭合稳定时流过小灯泡电流I1＝＝ A＝1 A
S断开后，L、R、R1组成闭合回路，电流由1.5 A逐渐减
小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势
E'＝IL（R＋RL＋R1）＝15 V。
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