Question

15．如圖所示電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中R₀為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，小燈泡的燈絲電阻為R（可視為不變），電感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)、電阻為R_L．電路接通并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關(guān)S，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關(guān)斷開前更亮）一下，然后才逐漸熄滅．為了觀察到斷開開關(guān)S時(shí)燈泡需要更長(zhǎng)時(shí)間才逐漸熄滅的現(xiàn)象，下列措施中一定可行的是（　�。�

• A． 撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小
• B． 更換電感線圈中的鐵芯，使L增大
• C． 換一個(gè)自感系數(shù)L相同，但R_L更大的電感線圈
• D． 增大E，同時(shí)增大R₀

Answer 1

分析 開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈立即熄滅，通過線圈的電流減小，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律以及線圈的自感電動(dòng)勢(shì)與自感系數(shù)分析即可．

解答 解：開關(guān)由閉合到斷開瞬間，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而燈R與線圈L是串聯(lián)，所以二者的電流是相等的．由題，斷開開關(guān)S，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關(guān)斷開前更亮）一下，則說明在電路在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過燈泡的電流小于通過電感線圈的電流，同時(shí)電感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)、電阻為R_L小于燈泡的電阻R．
A、撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小，根據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，對(duì)電流變化的阻礙作用減小，觀察到斷開開關(guān)S時(shí)燈泡需要的時(shí)間變短．故A錯(cuò)誤；
B、更換電感線圈中的鐵芯，使L增大，據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，對(duì)電流變化的阻礙作用增大，則觀察到斷開開關(guān)S時(shí)燈泡需要的時(shí)間變長(zhǎng)．故B正確；
C、換一個(gè)自感系數(shù)L相同的線圈，不影響電流的變化的時(shí)間，但R_L更大的電感線圈時(shí)，流過線圈的電流將減小，不一定能觀察到燈泡閃亮一下．故C錯(cuò)誤；
D、增大E，同時(shí)增大R₀時(shí)，流過小燈泡的電流與開始時(shí)相等的前提下，流過線圈的電流也不變，則實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不變．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 通電與斷電的自感現(xiàn)象要根據(jù)楞次定律進(jìn)行分析．若開關(guān)閉合時(shí)，線圈中電流大于A燈中電流，斷開開關(guān)時(shí)，A燈才出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象．