Question

圖甲為某同學研究自感現象的實驗電路圖，用電流傳感器顯示各時刻通過線圈L的電流．電路中電燈的電阻R₁=6.0Ω，定值電阻R=2.0Ω，AB間電壓U=6.0V．開關S原來閉合，電路處于穩定狀態，在t₁=1.0×10^-3s時刻斷開開關S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示．
（1）斷開開關S后可觀察到的現象是

燈閃一下再熄

．
（2）斷開開關后通過電燈的電流方向

向左

．
（3）在t₂=1.6×10^-3s時刻線圈L中的感應電動勢的大小是

3

 V．

Answer 1

分析：（1）求出斷開開關前通過燈泡的電流，由圖象找出斷開開關后通過燈泡的電流如何變化，然后判斷燈泡的發光情況如何變化．
（2）由楞次定律判斷出自感電流的方向，然后判斷通過燈泡電流的方向．
（3）由歐姆定律求出感應電動勢大小．

解答：解：（1）斷開開關前通過燈泡的電流I₁=

U

R1

=

6V

6Ω

=1A，斷開開關后，線圈、電阻與燈泡構成閉合回路，同它們的電流相等，
由圖象可知，斷開開關后，通過燈泡的電流從1.5A逐漸減小到零，燈泡閃亮一下后逐漸變暗．
（2）由楞次定律可知，斷開開關后，線圈產生的感應電流向右，則通過燈泡的電流向左．
（3）斷開開關前，通過線圈的電流為1.5A，則R_總=R_L+R=

U

I

=

6V

1.5A

=4Ω，則線圈的直流電阻R_L=R_總-R=2Ω．
由圖象可知，在t₂=1.6×10^-3s時同線圈的電流為0.3A，線圈的自感電動勢E=I（R₁+R+R_L）=0.3×（6+2+2）=3V．
故答案為：（1）燈閃一下再熄；（2）向左；（3）3．

點評：解決本題的關鍵知道電感器對電流的變化有阻礙作用，電流增大，阻礙其增大，電流減小，阻礙其減小．