6 互感和自感
[学习目标] 1.了解互感现象及互感现象的应用.(重点) 2.了解自感现象,认识自感电动势对电路中电流的影响.(难点)3.了解自感系数的意义和决定因素.(重点) 4.知道磁场具有能量.(难点)
一、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的现象.产生的电动势叫作互感电动势.
2.应用:互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的.
3.危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间.在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路正常工作.
二、自感现象和自感系数
1.自感现象:当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象.
2.自感电动势:由于自感而产生的感应电动势.
3.通电自感和断电自感
电 路
现 象
自感电动势
的作用
通电
自感
接通电源的瞬间,灯泡A1逐渐地亮起来
阻碍电流的增加
断电
自感
断开开关的瞬间,灯泡闪亮一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗,直至熄灭
阻碍电流的减小
4.自感电动势的大小:E=L,其中L是自感系数,简称自感或电感,单位:亨利,符号是H.
5.自感系数大小的决定因素:自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关.
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,电源的能量输送给磁场,储存在磁场中.
(2)线圈中电流减小时:磁场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电流变化的“惯性”.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两线圈相距较近时,可以产生互感现象,相距较远时,不产生互感现象. (×)
(2)在实际生活中,有的互感现象是有害的,有的互感现象可以利用.(√)
(3)只有闭合的回路才能产生互感. (×)
(4)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关,反过来,L与自感电动势也有关. (×)
(5)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势. (√)
2.(多选)如图所示,是一种延时装置的原理图,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
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.]
3.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
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,故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.]
对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.
【例1】 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
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环中电流在减小,则B环中产生与A环中同向的电流,故相互吸引,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.]
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
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中电流由Q→P,C正确.]
对自感现象的理解和应用
1.对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,两种情况灯泡电流方向均改变
【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
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.]
上例中,若线圈L的电阻为RL且RL>RA(RA为灯A的电阻),稳定后断开S的瞬间,两个灯的亮暗变化情况是怎样的?
提示:B灯立即熄灭,A灯(不会闪亮)慢慢熄灭.
?1?断开开关后,灯泡是否瞬间变得更亮,取决于电路稳定时两支路中电流的大小关系,即由两支路中电阻的大小关系决定.
?2?若断开开关后,线圈与灯泡不能组成闭合回路,则灯泡会立即熄灭.
?3?自感线圈直流电阻小与直流电阻不计含义不同,稳定时,前者相当于定值电阻,后者出现短路.
2.如图所示,L1和L2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S接通和断开时,L1、L2先后亮暗的顺序是( )
A.接通时,L1先达最亮;断开时,L1后暗
B.接通时,L2先达最亮;断开时,L2后暗
C.接通时,L1先达最亮;断开时,L1先暗
D.接通时,L2先达最亮;断开时,L2先暗
A [开关闭合时,由于线圈L的自感作用阻碍电流的增大,所以大部分电流从L1中流过,L1先达最亮;开关断开时,线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流的方向相同,且只能在L与L1的闭合回路中流过,L1中有自感电流,所以L1后暗.故选项A正确.]
自感现象中的图象问题
【例3】 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变化的图象中,正确的是( )
A B C D
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,后来由于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,由于电感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?L中电流变化时,自感电动势对电流有阻碍作用,随时间延续,其阻碍作用逐渐变小.
?2?UAB有正负之分,根据流过灯泡D的电流方向确定UAB的正负.
3.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变化的图象是( )
A B C D
B [由题中给出的电路可知,电路由L与A1和A2与R两个支路并联,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.]
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.当一个线圈中的电流变化时,会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感,互感的过程是一个能量传递的过程.
2.当一个线圈中的电流变化时,会在它本身激发出感应电动势,叫自感电动势,自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化.
3.自感电动势的大小为E=L,其中L为自感系数,它与线圈大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关.
4.当电源断开时,线圈中的电流不会立即消失,说明线圈中储存了磁场能.
1.关于线圈的自感系数,下列说法正确的是( )
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
D [自感系数是线圈本身的固有属性,只取决于线圈长短、粗细、匝数、有无铁芯等因素,而与电流变化快慢等外部因素无关.自感电动势的大小与线圈自感系数及电流变化率有关,A、B、C错误,D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
A [本题中,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.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
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.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略.R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大,电阻可忽略的线圈.开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( )
A.I1开始较大而后逐渐变小
B.I1开始很小而后逐渐变大
C.I2开始很小而后逐渐变大
D.I2开始较大而后逐渐变小
AC [闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大.闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故A、C正确.]
课件49张PPT。第四章 电磁感应6 互感和自感感应电动势互感现象它本身自感增加减小自感铁芯圈数形状大小亨利电感磁场变化磁场磁场×√××√点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(五)
(时间:40分钟 分值:100分)
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分)
1.如图所示,电路中电源内阻不能忽略,电阻R的阻值和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熄灭
B.B比A先亮,然后A逐渐变亮
C.A、B一起亮,然后A熄灭
D.A、B一起亮,然后B熄灭
B [闭合开关的一瞬间,由于线圈中自感电动势的阻碍,B灯先亮,A灯后亮,然后A中电流逐渐增大,A灯逐渐变亮.B正确.]
2.如图甲、乙所示,电感线圈L的电阻很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,下列说法正确的是( )
A.在电路甲中,断开S,A将立即熄灭
B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
D [题图甲中,灯泡A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中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变,然后渐渐变小,A、B错误;题图乙中,灯泡A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灯泡A供电.因此反向流过A的电流瞬间要变大,然后逐渐变小,所以灯泡要先更亮一下,然后渐渐变暗,C错误,D正确.]
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
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,会烧坏电压表.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.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
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.]
5.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
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.]
6.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大
C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
C [在断电自感现象中,断电时线圈与小灯泡构成回路,线圈中储存的磁场能转化为电能,线圈相当于电源,自感电动势E自=L,与原电源无关,选项A错误;如果小灯泡电阻偏大,则通过线圈的电流较大,断电时可能看到显著的延时熄灭现象和小灯泡闪亮现象,选项B错误;如果线圈电阻偏大,则通过线圈的电流较小,断电时只能看到不显著的延时熄灭现象,且小灯泡不会出现闪亮现象,选项C正确;如果线圈的自感系数较大,则自感电动势较大,可能看到显著的延时熄灭现象和小灯泡闪亮现象,选项D错误.]
二、非选择题(14分)
7.如图所示,电源的电动势E=15 V,内阻忽略不计,R1=5 Ω,R2=15 Ω,电感线圈的电阻不计,求当开关S接通的瞬间、S接通达到稳定时及S断开的瞬间流过R1的电流.
[解析] 开关接通瞬间,L所在的支路处于断路状态,流过R1的电流为0.
稳定时,L相当于无阻导线
I1==3 A
S断开瞬间,R1中的电流仍为I1=3 A.
[答案] 见解析
[能力提升练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分)
1.(多选)如图所示,电池的电动势为E,内阻不计,线圈自感系数较大,直流电阻不计.当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.a、b间电压逐渐增加,最后等于E
B.b、c间电压逐渐增加,最后等于E
C.a、c间电压逐渐增加,最后等于E
D.电路中电流逐渐增加,最后等于
BD [由于线圈自感系数较大,当开关闭合瞬间,a、b间近似断路,所以a、b间电压很大,随着电流的增加,a、b间电压减小,b、c间电压增大,最后稳定后,a、b间电压为零,b、c间电压等于E,电流大小为I=,选项B、D正确,A、C错误.]
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1 s末 B.第2 s末
C.第3 s末 D.第4 s末
BD [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.在题图象中0~1 s时间内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2 s时间内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即还是正方向;同理分析2~3 s、3~4 s时间内自感电动势的方向,可得B、D正确.]
3.在制作精密电阻时,为了消除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.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消
C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消
D.以上说法均不对
C [由于采用了双线绕法,两根平行导线中的电流反向,它们产生的磁通量相互抵消.不论导线中的电流如何变化,线圈中的磁通量始终为零,所以消除了自感现象的影响.]
4.(多选)如图是用电流传感器(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. 下图是某同学画出的在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象.关于这些图象,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
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,而电感这一支路,由于电感阻碍电流的减小,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.]
5.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
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.]
6.(多选)在如图所示的电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个理想电感线圈,当开关闭合与断开时,A、B的亮度情况是( )
A.S闭合时,A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,B不发光,而A逐渐熄灭
AC [S闭合时,灯泡A与线圈并联,然后再与灯泡B串联,由于L是一个理想电感线圈,所以在闭合瞬间线圈所在支路类似断路,电流从电阻流向A再流向B最后回到电源负极,故A、B立即亮,当电路稳定后,线圈中的自感现象消失,电阻为零,灯泡A被短路,故A灯逐渐熄灭,B灯变得更亮,A、C正确.]
二、非选择题(14分)
7.如图甲所示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:
甲 乙
(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?
[解析] (1)由题图象可知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组成临时回路,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.
[答案] (1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗,最后熄灭 15 V