Question

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，AB间电压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，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示．
（1）断开开关S后可观察到的现象是

灯闪一下再熄

．
（2）断开开关后通过电灯的电流方向

向左

．
（3）在t₂=1.6×10^-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是

3

 V．

Answer 1

分析：（1）求出断开开关前通过灯泡的电流，由图象找出断开开关后通过灯泡的电流如何变化，然后判断灯泡的发光情况如何变化．
（2）由楞次定律判断出自感电流的方向，然后判断通过灯泡电流的方向．
（3）由欧姆定律求出感应电动势大小．

解答：解：（1）断开开关前通过灯泡的电流I₁=

U

R1

=

6V

6Ω

=1A，断开开关后，线圈、电阻与灯泡构成闭合回路，同它们的电流相等，
由图象可知，断开开关后，通过灯泡的电流从1.5A逐渐减小到零，灯泡闪亮一下后逐渐变暗．
（2）由楞次定律可知，断开开关后，线圈产生的感应电流向右，则通过灯泡的电流向左．
（3）断开开关前，通过线圈的电流为1.5A，则R_总=R_L+R=

U

I

=

6V

1.5A

=4Ω，则线圈的直流电阻R_L=R_总-R=2Ω．
由图象可知，在t₂=1.6×10^-3s时同线圈的电流为0.3A，线圈的自感电动势E=I（R₁+R+R_L）=0.3×（6+2+2）=3V．
故答案为：（1）灯闪一下再熄；（2）向左；（3）3．

点评：解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用，电流增大，阻碍其增大，电流减小，阻碍其减小．