【全程复习方略】2014-2015学年高中物理选修3-2:46互感和自感 课件+课时提升卷(2份,含详解)

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名称 【全程复习方略】2014-2015学年高中物理选修3-2:46互感和自感 课件+课时提升卷(2份,含详解)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2014-11-05 09:15:45

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课件62张PPT。6 互感和自感1.电磁感应现象中,产生感应电流的条件:
(1)_________;
(2)___________。
2.当回路面积不变时,磁通量变化的方式:
(1)___________变化;
(2)磁场与回路的_________变化。电路闭合磁通量变化磁感应强度夹角大小3.当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场_________,
变化的磁场在周围空间产生_________,在_________的作
用下,周围线圈中的自由电荷定向运动,会产生___________。
4.法拉第电磁感应定律的表达式:E=______。
5.闭合电路欧姆定律的表达式:I=______。发生变化感生电场感生电场感应电动势一、互感现象
1.互感: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___________,
这种现象叫互感。
2.互感的应用:利用互感现象可以把_____由一个线圈传递
到另一个线圈,如变压器就是利用_________制成的。
3.互感的危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,互感现象有时会影响电路的工作。感应电动势能量互感现象二、自感现象
1.自感:一个线圈中的电流_____时,它所产生的_____的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。变化变化2.通电自感和断电自感:较慢地亮起来阻碍逐渐变暗阻碍3.自感系数:
(1)自感电动势的大小:E=_____,其中L是线圈的自感
系数,简称自感或电感,单位:_____,符号:__。
(2)决定线圈自感系数大小的因素:线圈的_____、_____、
_____以及是否有_____等。亨利H大小形状圈数铁芯三、磁场的能量
1.自感现象中的磁场能量:
(1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源把能量
输送给_____,储存在_____中。
(2)线圈中电流减小时:_____中的能量释放出来转化为电
能。
2.电的“惯性”:自感电动势有阻碍线圈中_________的“惯性”。磁场磁场磁场电流变化【思考辨析】
1.判断正误:
(1)自感现象中,感应电流一定和原电流方向相反。(  )
(2)一个线圈中的电流均匀增大,自感电动势也均匀增
大。(  )
(3)线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较
大。(  )
(4)对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动
势也较大。(  )
(5)无轨电车在行驶的过程中,车顶上的车弓处会产生电火
花是因自感现象所致。(  )提示:(1)×。自感现象中感应电流的方向遵从楞次定律。当原电流减小时,自感电流与原电流方向相同;当原电流增大时,自感电流与原电流方向相反。
(2)×。电流均匀增大时,线圈中磁感应强度均匀增大,磁通量均匀增大,而自感电动势取决于磁通量的变化率,所以自感电动势不变。
(3)×。自感电动势的大小E= ,所以自感电动势大不一定是由自感系数大引起的,有可能是由电流的变化率很大引起的。(4)√。由E= 知,对于同一线圈,自感系数确定,当电流变化越快时,线圈中产生的自感电动势也越大。
(5)√。由于车身颠簸,可使车弓瞬间离开电网,由于自感现象,电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬时自感电动势,由于这个电动势较大,使车弓与电网之间的空气电离,产生放电现象。2.问题思考:
(1)互感现象是否属于电磁感应现象,是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律?
提示:互感现象属于电磁感应现象,所以遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律。(2)线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用相同吗?
提示:不同。对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的,它决定了要达到稳定值所需的时间;对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的,决定了电流所能达到的稳定值。一 对自感现象的理解
1.对自感现象的理解:
(1)对自感现象的理解。
自感现象是一种电磁感应现象,遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律。(2)对自感电动势的理解。
①产生原因:通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈上产生感应电动势。
②自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同(即增反减同)。
③自感电动势的作用:阻碍原电流的变化,而不是阻止,原电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变化的作用。(3)对电感线圈阻碍作用的理解。
①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变。
②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。2.自感现象的分析思路:
明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大或减小)

根据“增反减同”,判断自感电动势的方向

分析阻碍的结果:电流增大时,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;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【特别提醒】(1)自感电动势阻碍自身电流的变化,但不能阻止,且自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会对其他电路元件的电流产生影响。
(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关,电流变化越快,自感电动势越大。【典例1】如图所示,多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计,两个电阻的阻值都是R,开关S原来打开,电流为I0,今合上开关将一电阻短路,于是线圈中有自感电动势产生,此电动势(  )A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小到零
B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
C.有阻碍电流增大的作用,因而电流I0保持不变
D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0【解题探究】(1)线圈中产生的电动势能阻止电流的增大吗?为什么?
提示:不能阻止。电流增大时,线圈中产生自感电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍电流的增大;自感现象只是延长了电流变化的时间,但不能阻止电流的变化。
(2)电路稳定时,如何计算电路中的电流?
提示:根据闭合电路的欧姆定律进行计算。【标准解答】选D。当S合上时,电路的电阻减小,电路中电
流要增大,故L要产生自感电动势,阻碍电路中的电流增大,
但阻碍不是阻止;当S闭合电流稳定后,L的自感作用消失,
电路的电流为I= =2I0,D项正确。【变式训练】关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的
是(  )
A.电感一定时,电流变化越大,自感电动势越大
B.电感一定时,电流变化越快,自感电动势越大
C.通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势为零
D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大【解析】选B。电感一定时,电流变化越快,即 越大,
由E= 知,自感电动势越大,A错,B对;线圈中电流为零时,电流的变化率不一定为零,自感电动势不一定为零,故C错;当通过线圈的电流最大时,电流的变化率可以为零,自感电动势为零,故D错。二 对通电自感和断电自感的理解
在处理通断电自感灯泡亮度变化问题时,不能一味套用结论,如通电时逐渐变亮,断电时逐渐变暗,或闪亮一下逐渐变暗,要具体问题具体分析,关键要搞清楚电路连接情况。【特别提醒】电流减小时,自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小,自感电动势可能大于原电源电动势。【典例2】如图所示中灯LA、LB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,LA、LB同时发光,接着LA变暗,LB更亮,最后LA熄灭
B.S闭合瞬间,LA不亮,LB立即亮
C.S闭合瞬间,LA、LB都不立即亮
D.稳定后再断开S的瞬间,LA、LB立即熄灭【解题探究】(1)S闭合的瞬间,由于自感,电感线圈的支
路相当于_____,无电流通过。
(2)断开S的瞬间,自感线圈与__灯组成回路,产生_______
方向电流。
(3)稳定后,电感线圈的电阻_______,对LA支路起到_____作用。断路LA顺时针可忽略短路【标准解答】选A。S闭合的瞬间,L支路中电流从无到有,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,S闭合的瞬间,干路中的电流几乎全部流过LA,所以LA、LB会同时亮。又由于L中电流很快稳定,感应电动势很快消失,线圈L的阻值很快就变得很小,对LA起到“短路”作用,因此,LA熄灭,这时电路的总电阻比刚接通时小,由恒定电流知识可知,LB会比以前更亮,A正确,B、C错误;稳定后再断开S的瞬间,线圈中产生自感电动势,与LA组成回路,有顺时针方向的电流,故LA不会立即熄灭,LB与线圈组不成回路,会立即熄灭,D错误。【总结提升】自感问题的求解策略
自感现象是电磁感应现象的一种特例,它仍遵循电磁感应定律。分析自感现象除弄清这一点之外,还必须抓住以下三点:
(1)自感电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。当原来电流增大时,自感电动势的方向与原来电流方向相反;当原来电流减小时,自感电动势的方向与原来电流方向相同。
(2)“阻碍”不是“阻止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”,使其变化过程有所延缓。
(3)当电路接通瞬间,自感线圈相当于断路;当电路稳定时,相当于电阻,如果线圈没有电阻,相当于导线(短路);当电路断开瞬间,自感线圈相当于电源。【变式训练】(2013·汕头高二检测)如图所示电路中,La、Lb两灯相同,闭合开关S电路达到稳定后两灯一样亮,则(  )A.当S断开的瞬间,La、Lb两灯中电流立即变为零
B.当S断开的瞬间,La、Lb两灯中都有向右的电流,两灯不立即熄灭
C.当S闭合的瞬间,La比Lb先亮
D.当S闭合的瞬间,Lb比La先亮
【解析】选D。由于La与线圈L串联,Lb与滑动变阻器R串联,当S闭合的瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增加,所以Lb比La先亮,故C错误,D正确;当S断开的瞬间,线圈产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,有顺时针方向的电流,故A、B错误。【变式备选】如图所示,LA、LB、LC为三个完全相同的灯泡,L为自感线圈(自感系数较大,电阻不计),E为电源,S为开关,闭合开关S,电路稳定后,三个灯泡均能发光,则(  )A.断开开关瞬间,LC灯熄灭,稍后LA、LB灯同时熄灭
B.断开开关瞬间,流过LA灯的电流方向改变
C.闭合开关瞬间,LA、LB、LC灯同时亮
D.闭合开关瞬间,LA、LB灯同时先亮,LC灯后亮
【解析】选A。闭合开关S时,由于L的自感作用,流过LA灯的电流逐渐增大,所以LB、LC灯先亮,LA灯后亮,选项C、D错误;断开开关瞬间,LA、LB灯构成闭合回路,由于L的自感作用,LA、LB灯的电流要逐渐减小,流过LA灯的电流方向不变,所以LC灯立即熄灭,LA、LB灯稍后熄灭,选项A正确B错误。【典例】如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感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S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中,正确的是(  )【标准解答】选B。闭合开关S后,灯泡D直接发光,电感L的电流逐渐增大,电路中的总电流也将逐渐增大,电源内电压增大,则路端电压UAB逐渐减小;断开开关S后,灯泡D中原来的电流突然消失,电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小,所以灯泡D中电流将反向,并逐渐减小为零,即UAB反向逐渐减小为零,所以选项B正确。断电自感中灯泡出现闪亮情况的辨析
如图所示电路,电路达到稳定状态后,设
通过线圈L和灯LA的电流分别为I1和I2,当
开关S断开时,电流I2立即消失,但是线圈
L和灯LA组成了闭合回路,由于L的自感作
用,I1不会立即消失,而是在回路中逐渐减弱并维持短暂的时间。通过回路的电流从I1开始衰减:(1)若开始I1>I2,则灯LA会闪亮一下,即当线圈的直流电阻RL(2)若RL≥RLA,I1≤I2,则不会出现LA灯闪亮一下的情况。【案例展示】在如图所示的电路中,LA、LB为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,在S闭合状态下,LA、LB都能正常发光。现突然断开S,则(  )
A.LA、LB会突然亮一下再熄灭
B.LA会突然亮一下再熄灭,LB突然熄灭
C.LA、LB同时熄灭
D.LB先熄灭,LA后熄灭【标准解答】选C。在S接通状态下,LA、LB都能正常发光,则两支路的电流相等,都为I;当开关S断开时,由LA、LB及线圈组成闭合回路,电流由I减小,所以LA、LB中电流不会比原来大,因此LA、LB一定不会突然亮一下,而是同时变暗到熄灭,选项C正确,A、B、D错误。【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下:1.(多选)(基础理论辨析题)下列说法正确的是(  )
A.当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势
B.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
C.自感电动势的大小跟线圈中的电流变化大小有关
D.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大
E.自感电动势不能阻止原电流的变化,但能阻碍原电流的变化【解析】选A、E。由法拉第电磁感应定律可知,当线圈中电流不变时,不产生自感电动势,选项A正确;当线圈中的电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同,选项B错误;自感电动势与引起自感的电流的变化率成正比,与电流变化大小无关,C错误;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,与电流变化大小无关,D错误;自感电动势的作用是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变化的作用,即“阻碍”,不是“阻止”,E正确。2.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后灯LA正常发光,当断开开关S的瞬间会有(  )
A.灯LA立即熄灭
B.灯LA慢慢熄灭
C.灯LA突然闪亮一下再慢慢熄灭
D.灯LA突然闪亮一下再突然熄灭【解析】选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LA串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯LA在开关断开后,电源供给的电流为零,灯立即熄灭。3.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】选B。电路稳定时,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的瞬间,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,此时电压表加了一个反向电压,使指针反偏。由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大,会烧坏电压表。而先断开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。4.(2013·三明高二检测)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指针都立即回到零点
B.G1指针立即回到零点,而G2指针缓慢地回到零点
C.G1指针缓慢地回到零点,而G2指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
D.G2指针缓慢地回到零点,而G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点【解析】选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,阻碍电流不能立即消失,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为零,故选项D正确。5.如图所示的电路中,电流表的内阻不计,电阻R1=2.5Ω,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。试求电源的电动势和内阻。【解析】闭合开关S的瞬间,R1和R2串联接入电路,由闭合
电路欧姆定律得I1=
即0.2=
电路稳定后,R2被短路,则I2= ,即0.4=
由以上式子解得:E=3 V r=5 Ω
答案:3 V 5 Ω6.如图所示是一种触电保护器,变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈,然后接到用电器上,B处有一个输出线圈,一旦有电流,经放大后便能立即推动继电器J切断电源,下列情况中能起保护作用的是哪一种?说明理由。(1)增加开灯的盏数,能否切断电源?
(2)双手分别接触相线和零线,能否切断电源?
(3)单手接触相线,脚与地相接触而触电,能否切断电源?【解析】(1)不能。因A处线圈采用的是双线绕法,增加开灯的盏数只会使电路中电流增大,但A中两线中电流始终大小相等方向相反,磁通量相互抵消,B中磁通量不发生改变,故不能推动J切断电源。
(2)不能。双手接触相线和零线,相当于增加了用电器,理由同(1)。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下,使A中两导线中电流不再大小相等,B中磁通量发生改变,B中产生感应电流,从而推动J切断电源。
答案:见解析温馨提示:
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课时提升卷(五)
互感和自感
(40分钟 50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.如图所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩,通电时灯泡有一定亮度,若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中(  )
A.灯泡变亮,螺线管缩短
B.灯泡变暗,螺线管缩短
C.灯泡变亮,螺线管伸长
D.灯泡变暗,螺线管伸长
2.(多选)某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时刻有(  )
A.第1s末 B.第2s末
C.第3s末 D.第4s末
3.如图是用于观察自感现象的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RLA.灯泡立即熄灭
B.灯泡逐渐熄灭
C.灯泡有明显的闪亮现象
D.只有在RL>R时,才会看到灯泡有明显的闪亮现象
4.如图所示,L是电阻不计的自感线圈,C是电容器,E为电源,在开关S闭合和断开时,关于电容器的带电情况,下列说法正确的是(  )
A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电
B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电
C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电
D.由于线圈L的电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下电容器均不带电
5.(多选)(2013·湛江高二检测)如图所示,A、B是两个相同的小灯泡,电阻均为R,R0是电阻箱,L是自感系数较大的线圈。当S闭合,调节R0的阻值使电路稳定时,A、B亮度相同。则在开关S断开时,下列说法中正确的是(  )
A.B灯泡立即熄灭
B.A灯泡一定将比原来更亮一些后再熄灭
C.若R0=R,则A灯泡立即熄灭
D.有电流通过A灯泡,方向为b→a
6.如图所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2阻值约等于R1的两倍,则(  )
A.闭合开关S时,LA、LB同时达到最亮,且LB更亮一些
B.闭合开关S时,LA、LB均慢慢亮起来,且LA更亮一些
C.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB马上熄灭
D.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭
二、非选择题(14分)
7.(能力挑战题)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。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω,定值电阻R=2.0Ω,A、B间的电压U=6.0V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3s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=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?
答案解析
1.【解析】选D。当插入软铁棒时,穿过线圈的磁通量增大,线圈产生自感,自感电流阻碍磁通量的增加,所以通过线圈的电流减小,灯泡变暗。线圈各匝上电流为同方向,同向电流相互吸引,因电流减小,各匝之间相互吸引力减小,螺线管伸长,故D正确。
2.【解析】选B、D。在自感现象中当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反。在0~1s内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2s内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即沿正方向;同理分析2~3s、3~4s内可得正确选项为B、D。
3.【解析】选C。S闭合,电路稳定时,由于RLIR,S断开瞬间,流过线圈的电流IL要减小,在L上产生自感电动势要阻碍电流的减小,通过灯泡原来的电流IR随着开关断开变为零,而灯泡与线圈形成闭合回路,流过线圈的电流IL通过灯泡,由于IL>IR,因此灯泡开始有些明显闪亮,C正确,A、B错;若RL>R时IL4.【解析】选A。S闭合瞬间,L中电流增大,产生自感现象,阻碍电流的增大,此时通过L的瞬时电流很小,电源给电容器充电,所以A板带正电,B板带负电,A正确;S保持闭合,电路中电流稳定,L的电阻为零,电容器两端电压为零,不带电,B错误;S断开瞬间,电路中电流减小,L中产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电动势方向自上向下,在L和C组成的回路中给电容器充电,使B板带正电,A板带负电,C错误,D也错误。
5.【解析】选A、D。开关S闭合时,两灯泡亮度相同,说明A、L并联电路与B、R0并联电路电阻相等,故线圈L的电阻等于R0。开关S断开时,由于线圈自感及线圈L与灯泡A构成回路,流经线圈L的电流由原大小和方向开始在此回路中逐渐减小,只有当R0IA,灯泡A将比原来更亮一些后再熄灭,所以灯泡A是否闪亮一下不能确定,但流经灯泡A的电流方向为b→a,D对,B、C错误;由于灯泡B与R0并联,在开关断开时电流立即为0,B灯立即熄灭,A项正确。
【变式备选】(多选)如图甲、乙电路中,电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S,使电路达到稳定,电灯D发光,则(  )
A.在电路甲中,断开S,电灯D将渐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,电灯D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,电灯D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,电灯D将先变得更亮,然后渐渐变暗
【解析】选A、D。甲图中,电灯D与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬间,电灯D的电流不变,以后电流渐渐变小。因此,电灯渐渐变暗,A对B错;乙图中,电灯D所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时,电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小,此瞬间电感线圈中的电流不变,电感线圈相当于一个电源给电灯D供电。因此,反向流过电灯D的电流瞬间要变大,然后渐渐变小,所以电灯要先闪亮一下,然后渐渐变暗,C错D对。
6.【解题指南】(1)分析自感电流的大小时,应注意“电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计”这一关键语句;
(2)电路接通瞬间,自感线圈相当于断路;
(3)电路断开瞬间,回路中电流从L中原来的电流开始减小。
【解析】选D。由于灯泡LA与线圈L和电阻R1串联,灯泡LB与电阻R2串联,当S闭合的瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增加,所以LB比LA先亮,A、B项错误;由于LA所在的支路电阻阻值偏小,故稳定时电流大,即LA更亮一些;当S断开的瞬间,线圈L产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,电流从线圈中电流开始减小,即从IA减小,故LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭,C错误,D正确。
7.【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=1.5A,
由欧姆定律得I0=,
解得RL=-R=2.0Ω。
(2)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=1.6×10-3s时刻线圈L中的电流I=0.3A,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)2.0Ω(2)电灯中的电流方向自右向左
(3)3.0 V
【总结提升】通、断电自感现象的判断技巧
(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反,使电流相对缓慢地增加。
(2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同,在与线圈串联的回路中,线圈相当于电源,它提供的电流逐渐变小。
(3)电流稳定时,若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻,若不计线圈的电阻时就相当于一根导线。
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