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高考重点考点解读与针对性训练
第十三章 电磁感应
考点104 自感现象
【考点解读】
1.互感现象
两个互相靠近的线圈,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 。这种现象叫作互感,这种感应电动势叫作 互感 电动势。
2.自感现象
由于通过导体自身的 电流 发生变化而产生的电磁感应现象。
3.自感电动势
(1)定义:在自感现象中产生的感应电动势。
(2)表达式:E=L Δ I
Δt 。
(3)自感系数L:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有 铁芯 等因素有关,单位为亨
利,简称亨,符号H。
通电自感和断电自感的比较
电路图
器材
要求
A1、A2同规格,R=RL,L 较大
L 很大(有铁芯)
通电时
在S 闭合瞬间,灯A2立即亮起来,灯A1逐渐
变亮,最终一样亮
灯A 立即亮,然后逐渐变暗达
到稳定
断电时
回路电流减小,灯泡逐渐变暗,A1电流方向
不变,A2电流反向
(1)若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;
(2)若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐
变暗。
两种情况下灯泡中电流方向均
改变
总结
自感电动势总是阻碍原电流的变化
1
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【高考真题】
【典例1】. (2025 年1 月浙江选考)新能源汽车日趋普及,其能量回收系统可将制动时
的动能回收再利用,当制动过程中回收系统的输出电压(U)比动力电池所需充电电压(
)低时,不能直接充入其中。在下列电路中,通过不断打开和闭合开关S,实现由低压
向高压充电,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】该电路中当开关S 断开时,整个电路均断开,则不能给电池充电,选项A 错误;
该电路中当S 闭合时稳定时,线圈L 中有电流通过,当S 断开时L 产生自感电动势阻碍电流
减小,L 相当电源,电源U 与L 中的自感电动势共同加在电池两端,且此时二极管能导体,
从而实现给高压充电,选项B 正确;该电路中当S 闭合时稳定时,线圈L 中有电流通过,
但当S 断开时L 也与电路断开,还是只有回收系统的电压U 加在充电电池两端,则不能实
现给高压充电,选项C 错误;
该电路中当S 闭合时稳定时,线圈L 中有电流通过,但当S 断开时电源U 也断开,只有L 产
生的自感电动势相当电源加在充电电池两端,则不能实现给高压充电,选项D 错误。
【典例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
2
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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.
【针对性训练】
1.(2025·天津静海一中期末)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
答案 D
解析: 由L 的电阻很小,开关S 闭合时,Q 灯正常发光,P 灯微亮,可知断开开关前通过
Q 灯的电流远大于通过P 灯的电流,通过L 的电流大可通过P 灯的电流,断开开关时,Q 所
在电路断开,立即熄灭,由于自感,L 中产生感应电动势,与P 组成闭合回路,故P 灯闪亮
3
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后再熄灭,故选D。
2. 如图所示的电路中,L1、L2、L3是三个相同的灯泡,线圈L 的电阻和电源的内阻可忽略,
D 为理想二极管。下列判断正确的是( )
A.开关S 从断开状态突然闭合时,L1逐渐变亮,L2一直不亮,L3立即变亮
B.开关S 从断开状态突然闭合时,L1、L2逐渐变亮,L3立即变亮再熄灭
C.开关S 从闭合状态突然断开时,L1逐渐熄灭,L2突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,L3立即
熄灭
D.开关S 从闭合状态突然断开时,L1、L2逐渐熄灭,L3突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭
答案 C
解析: 由于二极管具有单向导电性,所以开关S 从断开状态突然闭合时,二极管不能导
通,L2一直不亮,此时L1、L3和L 串联在同一回路中,L 产生自感电动势阻碍通过其电流增
大,所以通过L1和L3的电流逐渐增大,L1和L3均逐渐变亮,故A、B 错误;开关S 从闭合状
态突然断开时,通过L3的电流立即变为零,所以L3立即熄灭;L 产生自感电动势阻碍通过
其电流减小,此时自感电动势的方向满足二极管导通的条件,所以L1、L2和L 串联在同一回
路中,通过L1的电流逐渐减小,L1逐渐熄灭,而由于L2开始时不亮,所以L2突然变亮,然
后逐渐变暗至熄灭,故C 正确,D 错误。
3 如图所示,两个灯泡A1和A2的规格相同,A1与线圈L 串联后接到电路中,A2与可变电
阻R 串联后接到电路中。先闭合开关S,调节R,使两个灯泡的亮度相同,再调节R1,使它
们正常发光,然后断开开关S,下列说法正确的是( )
A.重新接通电路,A1、A2同时亮
B.重新接通电路,A1逐渐变亮
C.接通电路,一段时间电路稳定后再次断开S,A1、A2逐渐熄灭
D.接通电路,一段时间电路稳定后再次断开S,A2闪亮一下再熄灭
答案 BC
解析: 重新接通电路,由于L 有自感电动势产生,阻碍电流增大,所以A1逐渐变亮,而
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A2立即变亮,故A 错误,B 正确;接通电路,一段时间电路稳定后再次断开S,A1、A❑2与
L、R 构成回路,L 相当于电源,因原来两支路电流相等,所以不会出现A2闪亮一下再熄灭
的现象,A1、A2都会逐渐熄灭,故C 正确,D 错误。
4. (2024 年7 月广东深圳期末物理)某实验探究小组在实验室按图示电路探究自感现象,
L 是自感系数很大,电阻可忽略的线圈。A 和B 是两个相同的小灯泡、闭合电键S,稳定后
再断开。观察到的现象是( )
A. 闭合电键,B 一直不亮
B. 闭合电键,B 逐渐变亮,最后稳定发光
C. 断开电键,B 亮一下后逐渐熄灭
D. 断开电键,A 亮一下后逐渐熄灭
【答案】C
【解析】.闭合电键,立即建立了电场故立即就有了电流,灯泡B、A 同时变亮,但通过线
圈的电流要增加会产生自感电动势电流缓慢增加当电流稳定后线圈相当于直导线灯泡B 被
短路,灯泡B 熄灭。灯泡A 更亮。故AB 错误;电键断开时灯A 立即熄灭,线圈产生自感电
动势和灯泡B 构成闭合电路灯B 先闪亮后逐渐变暗最后熄灭,故C 正确,D 错误
5.(2024 年5 月四川顶级名校联考).类比是研究问题的常用方法,在情景 1 中:物体
从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一 个与运动方向相反的空气阻力 f=kv(k 为
常量)的作用。其速率 v 随时间 t 的变化规律可用方程 G-kv=m Δv /Δt 描述,其中 m
为物体质量,G 为其重力。在情境 2 中:如图所示,电源电动势为 E, 线圈自感系数为
L,电路中稳定后的总电阻为 R。闭合开关 S,发现电路中电流 I 随时间 t 的变化 规律
与情境 1 中物体速率 v 随时间 t 的变化规律类似。从接通开关到电路稳定,关于该过程
下列 说法正确是( )
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A. 该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的感应电流
B. 其电流 I 随时间 t 的变化规律可用方程 E-LI=R
描述
C. 电路中的电流变化率逐渐减小
D. 电源提供的电能全部转化为了焦耳热
【参考答案】C
【名师解析】该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的自感电动势,A 错误;
类比速率 v 随时间 t 的变化规律可用方程 G-kv=m Δv /Δt,由闭合电路欧姆定律,E-
RI=L
,B 错误;由自感规律可知线圈产生的自感电动势阻碍电流增大,电路稳定后电
流达到最大值,即电路中的电流变化率逐渐减小,C 正确;画出电流随时间变化图像,可
知电源提供的电能部分转化为磁场能,部分转化为了焦耳热,D 错误。
6.(2024 年5 月重庆重点高中质检)如图所示,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,
下列说法正确的是( )
A. 图甲中,A1与 L1的直流电阻值相同
B. 图甲中,闭合 S1,电路稳定时,A1中电流大于 L1中电流
C. 图乙中,变阻器 R 与 L2的直流电阻阻值相同
D. 图乙中,闭合 S2瞬间,L2中电流与变阻器 R 中电流相等
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【参考答案】C
【名师解析】根据题述,断开开关 S1 瞬间,灯 A1突然闪亮,随后逐渐变暗;可知断开开
关S1 前,L1 中电流大于灯 A1中电流,所以图甲中,A1的电阻大于 L1的直流电阻值,AB 错
误;根据题述,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,可知图乙中,变阻器 R 与 L2的直流电阻阻值相同,C 正确;图乙中,闭合
S2瞬间,由于电感线圈产生感应电动势,所以L2中电流小于变阻器 R 中电流,D 错误。
7. (2024 江苏部分学校3 月质检)如图所示的电路中,A1,A2和A3是三个阻值恒为R 的相
同小灯泡,L 是自感系数相当大的线圈,其直流电阻也为R。下列说法正确的是( )
A. S 接通瞬间,A1最亮,稳定后A1、A2和A3亮度相同
B. S 接通瞬间,A1最亮,稳定后A1比A2、A3亮
C. 电路稳定后断开S 时,A1、A2和A3亮一下后一起熄灭
D. 电路稳定后断开S 时,A1闪亮一下再熄灭,A2和A3立即熄灭
【参考答案】A
【名师解析】
由于S 接通时,线圈阻碍电流
增加,相当于断路,流经A1的电流大,故最亮,稳定后因
线圈直流电阻也为R,流经三灯泡的电流相同,故亮度相同,故A 正确,B 错误;
如图所示
电路稳定后断开S 时,L 和A1形成闭合回路,因流经线圈电流与断开S 前流过A1的电流相
同,故A1不会闪亮一下再熄灭,而是慢慢熄灭,A2和A3立即熄灭,故CD 错误。
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8.(2024 年山东潍坊重点高中3 月质检)如图电路,L 是线圈,A 是灯泡。在此电路中观察到如下三个
现象。a 现象:闭合开关S,A 发光;b 现象:保持S 闭合,A 先变暗一些,然后亮度不变;c 现象:断
开S 瞬间,A 闪亮一下后熄灭。对这个电路及三个现象,下列说法正确的是( )
A.a 现象中A 没有闪亮,表明合上S 瞬间,L 没有自感电动势
B.b 现象表明L 的电阻远小于A 的电阻
C.c 现象表明断开S 瞬间电源提供给A 的功率瞬间增大
D.合上S 瞬间,电源输出的电能大于灯泡A 和线圈L 产生的焦耳热之和
【参考答案】D
【名师解析】.A 与L 并联,a 现象中电压直接加到灯泡A 上,A 不会出现闪亮现象;而线圈L 有自感电
动势,故A 错误;
B.S 闭合的瞬间,电压直接加到灯泡A 上,A 先亮;随后,由于线圈L 产生的自感电动势逐渐减小,
则电路中的电流逐渐增大,电源消耗的内电压增大,所以A 两端的电压减小,A 会变暗一些。断开S
的瞬间,A 与L 组成自感回路,电流从流过L 的电流值开始减小,此时A 闪亮一下,说明电路中的电
流稳定时,流过L 的电流大于流过A 的电流,根据欧姆定律可知,A 的电阻值大于L 的阻值;若L 的
电阻远小于A 的电阻,这个电感最后就变成导线了 所以灯泡A 相当于被短接,会灭的,故B 错误;
断开S 瞬间,L 产生自感电动势,与A 形成通路,使A 闪亮后熄灭,与电源无关,故C 错误;
合上S 瞬间,线圈将一部分电场能转化为磁场能储存起来,则合上S 瞬间,电源输出的电能大于灯泡
A 和线圈L 产生的焦耳热之和,故D 正确。故选:D。
9.(2024 辽宁朝阳质检)如图所示,P、Q 是两个相同的小灯泡,L 是自感系数很大、电
阻比小灯泡小的线圈,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
关瞬间( )
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A.P 与Q 同时熄灭
B.P 比Q 后熄灭
C.Q 闪亮后再熄灭
D.P 闪亮后再熄灭
【参考答案】.BD
【名师解析】由于L 的电阻比小灯泡小,开关S 闭合时,通过L 的电流大于通过P 灯的电
流,断开开关时,Q 所在电路未闭合,立即熄灭,由于自感,L 中产生感应电动势,与P
组成闭合回路,故P 灯闪亮后再熄灭,B、D 正确,A、C 错误。
10.(2024 江苏扬州重点高中3 月质检)如图所示,A、B 是两个相同的白炽灯,L 是
自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S 时,A、B 灯同时亮
B.闭合开关S 时,A 灯比B 灯先亮,最后一样亮
C.断开开关S 时,B 灯闪亮一下再熄灭
D.断开开关S 时,流过B 灯的电流方向向左
【参考答案】.D
【名师解析】由于自感的作用,闭合开关S 时,B 灯比A 灯先亮,最后一样亮,故AB 错误;
断开开关S 时,L 中产生自感电动势,在A 灯、B 灯和线圈L 中重新形成回路,由于L 电阻
可忽略不计,通电稳定时通过L 的电流等于通过B 的电流,所以断电时A 灯与B 灯同时慢
慢熄灭,流过B 灯的电流方向向左,故C 错误,故D 正确。
11 . (2024 浙江台州期末)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
随时间变化的图像.电感
线圈自感系数较大,不计线圈的电阻及电源内阻.下列说法正确的是( )
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A. 开关S 闭合后,灯
逐渐变亮
B. 开关S 闭合后,流经灯
的电流大小不变
C 开关S 断开后,灯
均马上熄灭
D. 根据题中信息,可以推算出图乙中
【参考答案】AD
【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D1和D3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,故A 正确,B 错误;开关S 断开瞬间,灯
所在回路为断路,故灯
马上熄
灭。而灯D2和D3和电感线圈形成闭合回路,由于电感线圈阻碍电流减小的作用,电感线圈
继续为灯D2和D3提供电流,所以D2和D3逐渐熄灭。故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,由欧姆定律可得
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
故
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故D 正确。
12. (2024 北京丰台期末)如图所示的电路中,灯泡
和
的规格相同。先闭合开关
S,调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,再调节电阻
,使它们都正常发光,然后断开
开关S。下列说法正确的是( )
A. 断开开关S 后,
灯闪亮后熄灭
B. 断开开关S 的瞬间,
灯电流反向
C. 重新接通电路,
和
同时亮起,然后
灯逐渐熄灭
D. 断开开关至所有灯泡熄灭的过程中,电路中的电能来自于线圈储存的磁场能
【参考答案】D
【名师解析】
断开开关S 后,由于线圈自感作用产生感应电动势,阻碍电流减小,
、
与线圈
、
电阻
构成闭合回路,线圈相应于电源,因原来两支路电路相等,
灯不会出现闪亮后
熄灭的现象,
、
都会逐渐熄灭,流过
灯电流方向不变,流过
灯电流方向反向,
故AB 错误;
重新接通电路,由于线圈自感作用产生感应电动势,阻碍电流增大,则
逐渐变亮,
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迅速变亮,故C 错误;断开开关至所有灯泡熄灭的过程中,电路中的电能来自于线圈储存
的磁场能,故D 正确。
13. (2024 山东德州期末) 为演示断电自感现象,用小灯泡、带铁芯的电感线圈L 和定值
电阻R 等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后,电路中两支路的电流分别
为
和
。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断
开开关后( )
A. 自感线圈所在支路的电流如曲线a 所示
B. 自感线圈所在支路的电流如曲线b 所示
C. 小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D. 小灯泡逐渐变暗直至熄灭
【参考答案】AC
【名师解析】
断开开关前后的一小段时间内,通过自感线圈的电流方向是不变的,则自感线圈所在支路
的电流如曲线a 所示,选项A 正确,B 错误;
由图可知,断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流,则断开开关后,线圈产
生自感电动势阻碍电流减小,线圈相当电源,由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路,则小
灯泡先突然变亮再逐渐熄灭,选项C 正确,D 错误。
14 . (2024 河北石家庄期末)如图所示,
是自感系数很大的线圈,电阻不为零,
和
是
两个相同的小灯泡。闭合开关
一段时间后两灯泡都发光,断开开关
瞬间,灯泡
闪亮
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一下后熄灭。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关
一段时间后两灯泡亮度相同
B. 线圈的电阻必定小于小灯泡
的电阻
C. 断开开关
后小灯泡
逐渐熄灭
D. 断开开关
前后小灯泡
的电流方向保持不变
【参考答案】B
【名师解析】
闭合开关S 一段时间后,由于流过A 的电流大于流过B 的电流,所以两灯泡亮度不相同,
故A 错误;
断开开关S 瞬间,灯泡B 闪亮一下后熄灭,说明开关S 闭合稳定后,通过线圈
电流大于
通过B 的电流,则线圈的电阻小于小灯泡B 的电阻,故B 正确;断开开关S 后,灯泡B 与
线圈构成回路,而小灯泡A 断开,立即熄灭,故C 错误;断开开关S 前后小灯泡B 的电流
方向由原来的向右变为向左,故D 错误。
15. (2024 浙江宁波期末)如图甲所示连接电路,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。三个
灯泡完全相同,不考虑温度对灯泡电阻的影响,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
和
的电流大小相等
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B. 开关S 闭合瞬间至断开前,流经灯
的电流保持不变
C. 开关S 断开瞬间,流经灯
的电流方向改变,故
闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息,可以推算出
【参考答案】AD
【名师解析】
【详解】AB.开关S 闭合瞬间,由于电感线圈的强烈阻碍作用,灯D3没有电流通过,灯D1
和D2串联,流经灯D1和D2的电流相等,设每个灯泡的电阻为R,故
稳定后灯D3和D2并联再与D1串联,流过D2的电流为
故A 正确,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D3和D2提供电
流,又因为电路稳定的时候,流经灯D3和D2的电流相等,所以灯D2逐渐熄灭,故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D3和D2提供与之前等大电流,故其两端电压为
所以
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故D 正确。
16. (2024 山东济南期末)如图所示,灯泡
、
、
与滑动变阻器
及电源连成电路,
电源内阻不能忽略。闭合开关,当
的触头向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.
变暗、
变亮、
变暗
B.
变亮、
变亮、
变暗
C.
变暗、
变亮、
变亮
D.
变暗、
变暗、
变亮
【参考答案】A
【名师解析】
分析电路可知,
与
并联,和
串联,再和与
并联;当
的触头向右滑动时,电阻
减小,则总电阻减小,故根据闭合电路欧姆定律,可知,总电流增大,根据
可知,路端电压减小,故
变暗;对
根据欧姆定律可知
可知
减小,故流过
支路的电流
增大,故
变亮;对
根据欧姆定律可知
两边电压增大,根据
故
减小,故
变暗。故选A。
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