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2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第13 章 电磁感应
第13.11 讲 互感和自感现象
【知识点精讲】
1．互感现象
(1)定义：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另
一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。
(2)作用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性
天线。
2．自感现象
(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势
①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。
②表达式：E＝L 。
(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H)，1 mH＝10
－ 3 H，1 μH＝10
－ 6 H。
【方法归纳】
自感现象理解
1．自感现象的四大特点
(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。
(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。
(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。
(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使
过程停止，更不能使过程反向。
2．自感中“闪亮”与“不闪亮”问题
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
1
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通电时
电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮
电流突然增大，然后逐渐减小达到
稳定
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，
灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯
泡中电流方向均改变
3. 分析自感问题的三个技巧
【最新高考题精练】
1．（2023 高考北京卷）如图所示，L 是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q 是两个相同的小灯泡，开
始时，开关S 处于闭合状态，P 灯微亮，Q 灯正常发光，断开开关（ ）
A．P 与Q 同时熄灭 B．P 比Q 先熄灭
C．Q 闪亮后再熄灭 D．P 闪亮后再熄灭
【参考答案】D
【名师解析】根据题述，开关S 处于闭合状态，P 灯微亮，Q 灯正常发光，说明线圈L 中通过的电流大于
灯泡P 中电流。断开开关，线圈L 中产生自感电动势，与灯泡P 形成闭合回路，所以P 闪亮后再熄灭，Q
立即熄灭，D 正确ABC 错误。
2.（2017 北京卷）图1 和图2 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
2
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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.下列说法正确的是
A．图1 中，A1与L1的电阻值相同
B．图1 中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图2 中，变阻器R 与L2的电阻值相同
D．图2 中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R 中电流相等
【参考答案】：C
【名师解析】：本题考查自感现象及其相关的知识点。断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自
感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，
通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB 错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度
相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R 与L2的电阻值相同，C 正确；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而
A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R 中电流不相等，D 错误.
【最新模拟题精练】
1.（2023 北京朝阳一模）13．某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全
相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S 的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开
关。图乙是由传感器得到的电压u 随时间t 变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L 的电阻。下列说法正
确的是（ ）
A．开关S 闭合瞬间，流经灯D2和D3的电流相等
B．开关S 闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流保持不变
C．开关S 断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭
D．根据题中信息，可以推算出图乙中u1与u2的比值
3
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【参考答案】．D
【名师解析】开关S 闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3 逐渐变亮，通过灯D3 的电流缓慢增加，
待稳定后，流经灯和的电流相等；故从开关S 闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流也是逐渐增加，A、B
错误；开关S 断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D2和D3提供电流，又
因为电路稳定的时候，流经灯D2和D3的电流相等，所以灯逐渐熄灭，C 错误；开关S 闭合瞬间，灯D1 和
D2 串联，电压传感器所测电压为D2 两端电压，由欧姆定律
电路稳定后，流过D3 的电流为
。
开关S 断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流，故其两端电压为
所以
，故可以推算出图乙中u1与u2的比值，D 正确。
2. (2023·湖南省长郡中学模拟)某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，
电路两端电压U 恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器．先闭合开关K 得到如图乙所示的i－t 图像，等电
路稳定后，断开开关(断开开关的实验数据未画出)．下列关于该实验的说法正确的是( )
A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
4
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B．图乙中的a 曲线表示电流传感器A2测得的数据
C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D．t1时刻小灯泡与线圈的电阻相等
【参考答案】 D
【名师解析】 闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，自感线圈中电流为零，故A 错误；A2中
电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故A2中数据应为题图乙中
b 曲线，故B 错误；断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，回路中的电流不变，故灯泡不会发
生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C 错误；t1时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡
与线圈的电阻相等，故D 正确．
3. （2023 河北张家口宣化一中二模）如图所示，A、B、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一自感系数较大
的线圈（直流电阻可忽略不计）。电源内阻不计，则（ ）
A. S 闭合时，A 灯立即亮，亮度保持不变
B. S 闭合时，B 灯立即亮，然后亮度逐渐加大
C. S 闭合时，C 灯立即亮，然后亮度逐渐减弱
D. 电路接通稳定后，S 断开时，B、C 灯立即熄灭，A 灯逐渐熄灭
【参考答案】B
【名师解析】
电源内阻不计，电路接通时，C 灯两端电压不变，C 灯亮度不变，A 灯立即亮，L 直流电阻不计，稳定后，
L 直流电阻为零，L 将A 灯短接，A 灯熄灭。接通S，在电路达到稳定的过程中，A 和L 并联，然后和B 串
联，串联两端电压不变，A 灯两端电压逐渐减小，B 灯两端电压逐渐增大，电键S 闭合后，B 灯立即亮，
然后亮度逐渐加大，故AC 错误，B 正确；断开S 瞬间，L 由于自感作用，线圈L 充当电源对三个灯泡供电，
A 灯闪亮，然后逐渐熄灭。B 灯、C 灯的电流均瞬间减小，然后再逐渐减为零，B 灯、C 灯亮度均瞬间降低，
然后逐渐熄灭，故D 错误。
4、（2023 北京顺义九中调研）如图所示，电路中
为电感线圈，C 为电容器，先将开关S1闭合，稳定后
再将开关S2闭合，则（ ）
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A．S1闭合时，灯A、B 都逐渐变亮
B．S1闭合时，灯A 中无电流通过
C．S2闭合时，灯B 立即熄灭
D．S2闭合时，灯A 中电流由b 到a
【参考答案】、D
【名师解析】
S1闭合时，因为电容器通交流阻直流，所以灯A 中有短暂电流通过，且不会逐渐变亮，故AB 错误；
S2闭合时，因为电感线圈，灯B 会逐渐熄灭，故C 错误；
开关S2闭合时，电容放电，所以S2闭合瞬间A 灯有电流从b 到a ，故D 正确。
5. （2023 山西太原期中）如图的电路中，A、B 是两个完全相同的灯泡，D 是理想二极管，L 是带铁芯的
线圈，其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合S 时，灯泡B 立即变亮，A 缓慢变亮
B. 闭合S 时，灯泡B 不亮，A 缓慢变亮
C. 闭合S 待稳定后再断开，灯泡A、B 慢慢熄灭
D. 闭合S 待稳定后再断开，灯泡B 立即变亮，然后A、B 慢慢熄灭
【参考答案】BD
【名师解析】
闭合S 时，因加在二极管上的电压为反向电压，可知二极管截止，灯泡B 不亮；由于线圈L 阻碍该支路电
流的增加，可知A 缓慢变亮，选项A 错误，B 正确；
6
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闭合S 待稳定后再断开，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，在灯泡A、线圈
L、二极管D 和灯泡B 中形成新的回路，使得灯泡B 立即变亮，然后A、B 慢慢熄灭，选项C 错误，D 正
确。
6．（2023 山东滕州质检）如图所示，小灯泡与线圈并联，用传感器测量小灯泡所在支路的电流，在
时刻闭合开关，经过一段时间后，在
时刻断开开关，计算机上显示小灯泡中电流随时间变化的图象如
图所示，图中
，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合瞬间，线圈中的电流为零，之后保持不变
B．开关断开后瞬间，灯泡中电流大小不变，方向与原来相反
C．开关断开后瞬间，灯泡中的电流大小与线圈相同
D．线圈电阻等于灯泡电阻
【参考答案】C
【名师解析】开关闭合瞬间，由于线圈产生自感电动势，线圈中的电流为零，灯泡中立刻电流最大，之后
线圈中逐渐增大，最后保持稳定，灯泡中电流减小，最后保持稳定，A 错误；开关断开后瞬间，线圈中产
生自感电动势与灯泡构成闭合回路，灯泡中电流大小变为I2，逐渐减小，方向与原来相反，灯泡中的电流
大小与线圈相同，B 错误C 正确；由于
，即断开开关瞬间，产生的感应电流更大，所以在电路稳定
时，流过线圈的电流大于流过灯泡的电流，线圈电阻小于灯泡电阻，D 错误。
7.（2023 江西部分重点高中联考）如图所示，a、b、c 是三个相同的小灯泡，L 是自感系数较大的线圈，其
直流电阻和灯泡电阻一样大，下列说法正确的是（ ）
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A.开关S 闭合时，b、c 灯立即亮，a 灯逐渐亮，通过b 灯电流方向向左
B.开关S 闭合，电路稳定后，a、b、c 灯都亮，a、b 灯亮度一样
C.开关S 断开时，b、c 灯立即熄灭，a 灯闪亮一下再逐渐熄灭
D.开关S 断开时，c 灯立即熄灭，a、b 灯逐渐熄灭，通过b 灯电流方向向左
【参考答案】D
【名师解析】A.开关S 闭合时，b、c 灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a 灯逐
渐亮，左边电源正极，通过b 灯电流方向向右，A 错误；
.开关S 闭合，电路稳定后，三灯都亮，自感线圈有电阻，通过a、b 灯电流不一样，亮度不一样，B 错误；
.开关S 断开时，c 灯立即熄灭，由于在L 中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L 与a、b 灯之间
形成新的回路，使得a、b 灯逐渐熄灭，通过b 灯电流方向向左，C 错误，D 正确，故选D。
8.（2023 四川内江一中入学考试） 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零。A 和
B 是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A 闭合开关S 后，A 灯亮，B 灯不亮
B. 闭合开关S 后，A、B 灯亮，之后B 灯慢慢熄灭，A 灯更亮
C. 开关S 闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B 灯都闪亮一下
D. 开关S 闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A 灯立即熄灭、B 灯闪亮一下再熄灭
【参考答案】BD
【名师解析】
开关S 闭合瞬间，线圈L 因自感对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A 与B 串联，因此两灯同时亮且亮度相
8
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同，稳定后B 灯被短路熄灭，A 灯更亮，A 错误，B 正确；
电路稳定后当开关S 突然断开瞬间，A 灯中不会再有电流通过，故A 灯马上熄灭，由于线圈的自感使得线
圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源与B 灯构成闭合回路放电，B 灯闪亮一下再熄灭，C 错误，D 正
确。
9. （2022 山西太原三模）一种叫“焦耳小偷”的电路,可以“榨干”一颗旧电池的能量,其原理如图所示。
一颗废旧的5 号电池开路电压大约1 V,直接点亮一个需要1.6 V 电压驱动的发光二极管是不可能的,这时可
以反复快速接通和断开开关,发光二极管就会闪烁起来。下列说法中正确的是
A.发光二极管的正极应接在C 端
B.只有开关接通的瞬间,发光二极管才会闪亮
C.只有开关断开的瞬间，发光二极管才会闪亮
D.开关断开及接通的瞬间,A 端的电势均高于B 端的电势
【参考答案】C
【名师解析】发光二极管的正极应接在B 端，只有开关断开的瞬间，线圈产生感应电动势，感应电动势与
电池电动势方向相同，大于1.6V，就可使发光二极管闪亮，选项B 错误C 正确；开关接通的瞬间,A 端的
电势高于B 端的电势，开关断开的瞬间,A 端的电势低于B 端的电势，选项D 错误。
10. （2022 浙江湖州期末）老师在物理课堂内做了“千人震”趣味小实验，如图所示，用了一个日光灯上
拆下来的镇流器、两节1.5V 的干电池、电键以及导线若干，几位同学手牵手连到电路的C、D 两端，会产
生“触电”的感觉，则以下说法正确的是（ ）
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A. “触电”是发生在电键K 断开的瞬间
B. “触电”是由感应起电引起的
C. “触电”时通过人体的电流方向是A→C→D→B
D. 干电池的3V 电压让人感到“触电”
【参考答案】A
【名师解析】在电键K 断开的瞬间，镇流器产生自感电动势，所以“触电”是发生在电键K 断开的瞬间，
由楞次定律可知，“触电”时通过人体的电流方向是B→D→C→A，A 正确BC 错误；干电池的3V 电压不
能让人感到“触电”，D 错误。
11. （2022 山东聊城重点高中质检）如图所示的电路中，电感线圈L 的自感系数足够大且直流电阻可忽略，
G 为电流传感器，灯泡A 与理想二极管B 相连，则下列说法正确的是（ ）
A. K 闭合瞬间，灯泡A 立即亮，电流传感器G 电流逐渐增大
B. K 闭合瞬间，灯泡A 亮一下再熄灭，电流传感器G 电流突然减小
C. K 断开瞬间，灯泡A 亮一下再熄灭，电流传感器G 电流逐渐减小
D. K 断开瞬间，灯泡A 不亮，电流传感器G 电流先增大后逐渐减小
【参考答案】C
【名师解析】
灯泡A 与二极管串联，闭合开关K 时，电流无法流过二极管，灯泡A 不亮，电感线圈L 与电流传感器串联，
由于自感现象，电流传感器的示数逐渐增大后不变，故AB 错误；
断开开关K 时，由于自感现象，线圈中电流逐渐减小，流过G 的电流逐渐减小，线圈与二极管、灯泡构成
10
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一个回路，线圈上的电流从左向右，二极管上电流从右向左，正向导通，所以灯泡A 在断开开关K 瞬间，
亮一下再熄灭，故C 正确、D 错误；
12. （2022 山东济南高二重点高中质检）如图所示，L 是自感系数足够大的线圈，其直流电阻与灯泡
、
的电阻相同，两灯泡的额定电压、额定功率相同，额定电压小于电源的电动势，闭合电键S，则下列判
断正确的是（ ）
A. 闭合电键后，
、
两灯泡逐渐变亮
B. 闭合电键后，
、
两灯泡逐渐变暗至熄灭
C. 断开电键一瞬间，灯泡
中有从右向左的电流
D. 断开电键一瞬间，灯泡
的功率变为原来的四分之一
【参考答案】CD
【名师解析】
闭合电键后，L 相当于断路，
、
两灯泡通有电流会直接变亮，当稳定后L 相当于定值电阻，与灯泡
并联，此时灯泡中电流稳定，亮度正常，故AB 错误；
闭合电键后，稳定时L 中电流从左到右，当断开电键一瞬间，L 等效于电源，电流方向不变，与灯泡构成
回路，因此灯泡
中有从右向左的电流，故C 正确；
闭合电键后，稳定时L 阻值与灯泡阻值相同，因此电流相同，当断开电键一瞬间L 等效于电源，电流大小
不变，两个灯泡并联接入电路分流，电流大小为原来一半，根据
可知灯泡
的功率变为原来的四
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分之一，故D 正确。
13 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L 的直流电阻不计，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
S。下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t 变化的图象中，正确的是( )
【参考答案】B
【名师解析】
S 闭合时，通过灯泡的电流由A 至B，由于电感线圈L 有感抗，经过一段时间电流稳定时L 电
阻不计，可见电路的外电阻由大变小。由U 外＝E 可知U 外也由大变小，所以A、C 错；t1时
刻断开S，由于自感，L、R、D 构成回路，通过灯泡的电流由B 至A，所以t1时刻UAB反向，
B 正确，D 错。
14．如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L 为自感线圈，
闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则( )
A．闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮
B．闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮
C．闭合开关S 稳定后，L 仍有自感电动势
D．闭合开关S 稳定后，断开S，L 没有自感电动势
【参考答案】B
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【名师解析】
L1与线圈相连，闭合开关后线圈发生自感，L1逐渐变亮，L2与滑动变阻器相连，闭合开关
后，L2立刻变亮，选项A 错误，B 正确；自感现象在开关闭合和断开的时候发生，电路稳定
后，线圈没有自感电动势，选项C、D 错误。
15.(19 分)如图所示，设电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L 与R 的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值为
R 灯＝10 Ω。
(1)求断开S 的瞬间，灯泡L1两端的电压；
(2)画出断开S 前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律。
【名师解析】
(1)电路稳定工作时，由于a、b 两点的电势相等。导线ab 上无电流通过，因此通过L 的电流为：
IL＝＝ A＝1 A，
流过L1的电流为I 灯＝＝ A＝0.5 A，
断开S 的瞬间，由于线圈要维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A，所以此时
L1两端的电压U＝IL·R 灯＝10 V(正常工作时为5 V)。
(2)断开S 前，流过L1的电流为0.5 A 不变，而断开S 的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，而方向也发生变
化，然后渐渐减小到零，所以它的图像如图所示(t0为断开S 的时刻)。
注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的。
16.如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L 的电流(图
中未画出)。电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B 间的电压U＝6.0 V。开关S 原来闭
合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s 时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I 随时间t
13
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变化的图线如图乙所示。
(1)求出线圈L 的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s 时刻线圈L 中的感应电动势的大小是多少？
【名师解析】
(1)由题图可知，开关S 闭合电路稳定时流过线圈L 的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得I0＝，
解得：RL＝－R＝2.0 Ω
(2)断开开关前，流过线圈L 的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R 和电灯构成一闭合回路，由自
感规律可知，电灯中的电流方向自右向左。
(3)由题图可知，t2＝1.6×10－3 s 时刻线圈L 中的电流I＝0.3 A，此时线圈L 相当于电源，由闭合电路欧姆定
律得E＝I(RL＋R＋R1)＝0.3×(2.0＋2.0＋6.0) V＝3.0 V
答案：(1)2.0 Ω (2)自右向左
(3)3.0 V
14
