《小灯泡为何闪亮》小灯泡为何闪亮 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《小灯泡为何闪亮》小灯泡为何闪亮

1多选题

(多选)图a是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)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．图b是某同学画出的在t_0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，下列说法中正确的是（　　）

A
图b中甲是开关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b中乙是开关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b中丙是开关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b中丁是开关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

题目答案

BC

答案解析

分析：

接通电源的瞬间，线圈相当于断路，回路中的电流逐渐增大到稳定不变；断开电源的瞬间，线圈相当于电源，电流逐渐减小到零．

解答：

解：开关S由断开变为闭合，由于L的自感作用，通过传感器1的电流是逐渐增大的，当稳定以后，自感消失，电流保持不变，故A错误B正确；

开关S由闭合变为断开，传感器1的电流立即为零，由于L的自感作用(相当于电源)，传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零，故C正确D错误；

故选BC

点评：

本题考查了电感线圈对电流突变所产生的阻碍作用，主要抓住电源闭合和断开瞬间的变化即可．

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2单选题

图中L是绕在铁心上的线圈，它与电阻R、R_0、电键和电池E可构成闭合回路．线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否则为负．电键K$_1$和K$_2$都处在断开状态．设在t=0时刻，接通电键K$_1$，经过一段时间，在t=t_l时刻，再接通电键K$_2$，则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图？(　　)

A
B
C
D

题目答案

A

答案解析

分析：

当开关接通和断开时，通过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，运用楞次定律来分析电流的变化情况．

解答：

解：在t=0时刻，接通电键K$_1$，通过线圈的电流从无到有增大，线圈中产生自感电动势，阻碍电流增大，使得线圈中电流只能逐渐增大，而方向不变，仍为正方向．

当电流稳定后，线圈中不产生自感电动势，电流一定．

在t=t_l时刻，再接通电键K$_2$，电源被短路，线圈中电流将要减小，由于自感电动势的阻碍，使得线圈中电流只能逐渐减小到零，根据楞次定律，电流方向与原来方向相同，仍为正方向．

故选A

点评：

对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，不产生自感电动势，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源．

纠错重做

3多选题

(多选)如图所示电路，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L_A、L_B是两个相同的灯泡，则(　　)

A
S闭合瞬间，L_A、L_B同时亮，然后L_A逐渐变暗到熄灭，L_B亮度不变
B
S闭合瞬间，L_A、L_B同时亮，然后L_A逐渐变暗到熄灭，L_B变得更亮
C
S断开瞬间，L_B立即熄灭，L_A逐渐熄灭
D
S断开瞬间，L_B立即熄灭，L_A亮一下后逐渐变暗到熄灭

题目答案

BD

答案解析

分析：

闭合S，A、B同时亮，随着L中电流增大，线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路，总电阻减小，再由欧姆定律分析B灯亮度的变化．断开S，B灯立即熄灭，线圈中电流，根据楞次定律判断A灯亮度如何变化．

解答：

解：A、B闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，且亮度相同；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮．故A错误，B正确．

C、D断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭．故C错误，D正确．

故选：BD．

点评：

对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可楞次定律分析发生的现象．

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4单选题

如图，已知线圈的直流电阻为灯泡电阻的$\frac {1}{2}$，自感系数很大，下列描述中正确的是(　　)

A
开关闭合瞬间，灯泡缓慢变亮
B
开关闭合后稳定时，灯泡不亮
C
开关断开瞬间，灯泡闪一下后缓慢变暗
D
开关断开瞬间，灯泡瞬间熄灭

题目答案

C

答案解析

分析：

开关K闭合的瞬间，电源的电压同时加到灯与线圈的两端，由于线圈的自感，流过线圈的电流逐渐增大，灯逐渐变暗．断开开关K的瞬间，流过灯泡的电流变成线圈中的电流．

解答：

解：A、开关K闭合的瞬间，灯立即获得电压，所以灯泡立即发光．故A错误；

B、由于线圈的自感作用，流过线圈的电流逐渐增大，则电源消耗的内电压增大，所以路端电压减小，灯逐渐变暗，已知线圈的直流电阻为灯泡电阻的$\frac {1}{2}$，所以流过线圈的电流是流过灯泡的电流的2倍，灯泡仍然能发光，只是变暗了．故B错误；

C、断开开关K的瞬间，流过灯泡的原来的电流消失，而流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过灯泡，所以灯泡突然闪亮一下再熄灭，故C正确，D错误．

故选：C

点评：

对于自感线圈，当电流变化时产生自感电动势，相当于电源，当电路稳定时，相当于导线，将所并联的电路短路．

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5多选题

(多选)如图所示是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻R_L与灯泡的电阻R满足R_L≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到(　　)

A
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R_L≫R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象

题目答案

BC

答案解析

分析：

当灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流突然减小到零，线圈中电流开始减小，磁通量减小产生感应电动势，产生自感现象

解答：

解：开关S闭合稳定状态时，由于线圈的直流电阻R_L与灯泡的电阻R满足R_L＜＜R，则线圈中的电流I_L＞＞I，当开关断开后灯泡中电流立即完全消失，而线圈由于由自感作用阻碍其自身电流的减小，故线圈与灯泡组成回路，其电流I_L逐渐减小，灯泡中由原来较小的电流I变为较大电流I_L时要明显闪亮一下然后再逐渐熄灭，故BC正确A错误；

由分析知只要I_L＞I，即R_L＜R灯泡就会出现闪亮的现象，若R_L＜＜R就会有明显 闪亮现象，故D错误．

故选：BC．

点评：

自感现象是特殊的电磁感应现象，法拉第电磁感应定律和楞次定律同样适用．

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6多选题

(多选)如图所示，L是电阻很小自感系数很大的线圈，开关S断开K闭合时，小灯泡D可正常发光，现在将S闭合K断开，则(　　)

A
再闭合开关K，灯D过一会儿逐渐变亮
B
再闭合开关K，灯D开始正常发光，然后慢慢变暗到熄灭
C
再闭合开关K，待稳定后断开K，灯D立即熄灭
D
再闭合开关K，待稳定后断开K，灯D闪亮一下后熄灭

题目答案

BD

答案解析

分析：

电路稳定后，L的电阻不计，闭合瞬间L的电阻很大，待电路稳定后线圈短路；断开瞬间L产生自感电动势与D组成回路，由于线圈阻碍作用电流逐渐减小．

解答：

解：AB、由已知开关S断开而K闭合时，小灯泡D可正常发光，则开关S闭合瞬间L的电阻很大，电流基本都从D灯流过，D灯正常发光，随着L中电流的增大R中电流减小，灯泡变暗，待电路稳定后线圈短路，灯泡被短路熄灭，故A错误，B正确；

CD、若断开瞬间K，则L产生自感电动势与D组成回路使电流逐渐减小，则灯泡由原来的熄灭突然变亮，然后逐渐熄灭，故C错误，D正确；

故选：BD

点评：

本题考查了电感线圈对电流的阻碍作用，特别是知道断开后线圈相当于新的电源会识别线圈重新组成的回路．

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