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2021-2022人教版物理选择性必修二课件:第二章 4-互感和自感 .ppt

1、4互感和自感课前自主学习1互感现象:任务驱动 生活中常见的变压器就是利用互感现象制成的,互感现象涉及两个线圈,你能说明分别利用了什么物理原理吗?提示:一个线圈利用了电流的磁效应,另一个线圈利用了电磁感应。(1)定义:两个线圈之间并没有导线相连,但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。这种现象叫作互感,这种感应电动势叫作_。(2)应用:利用互感现象可以把_由一个线圈传递到另一个线圈。_就是利用互感现象制成的。互感电动势能量变压器2自感现象:任务驱动 生活中常见的日光灯里面的镇流器就是一个自感线圈,如果说在自感现象中自感电动势总是阻碍原来的电流,对不对呢?提

2、示:不对,在自感现象中自感电动势总是阻碍原来的电流的变化。(1)自感现象:由于_发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势:由于_而产生的感应电动势。(3)特点:自感电动势总是_导体中原来电流的_。具体而言:如果导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。如果导体中原来的电流是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。导体自身电流自感阻碍变化3自感系数:任务驱动 有多个因素会影响自感系数的大小,你能解释匝数对它的影响吗?提示:自感是一种电磁感应现象,自感电动势同样遵从法拉第电磁感应定律,Ent,自感电动势 E 自LIt,磁场的强弱正比于电流的强弱,所以 n 越大 L越大。(

3、1)理论分析表明ELIt。(2)L称为线圈的自感系数,简称自感或_。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。(3)单位:_,简称亨。常用单位有毫亨(mH)、微亨(H)电感 亨利(H)4磁场中的能量:任务驱动 在断电自感的实验中,有时会观察到开关断开后,电源不再提供电能,灯泡反而更亮了,难道是能量不守恒了吗?提示:能量依然守恒,这是因为通电的时候,电源把能量输送给磁场,储存在磁场中,断电的时候,这部分能量再释放出来。开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中;开关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成_。其他形式的能量课堂合作探究主题一 互感【实验情境】如图甲是法拉

4、第实验线圈。在实验中,两个线圈并没有用导线连接,其原理如图乙所示。【问题探究】(1)当其中一个线圈中有电流时,另一个线圈中是否会产生感应电流?提示:不一定。当线圈中的电流为恒定电流时,在其周围空间产生的磁场不变,则在另一个线圈中就不会产生感应电流。只有当线圈中的电流变化时,在其周围空间产生变化的磁场,此时会在另一个线圈中产生感应电流。(2)当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?提示:当一个线圈中的电流变化时,穿过两个线圈的磁通量都会变化。【结论生成】互感现象的理解:(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相

5、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。(3)在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感。【典例示范】(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈 L1 由火线和零线并行绕成,当右侧线圈 L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关 K,从而切断家庭电路。仅考虑 L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有()A.家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变C家庭电路发生短路时,开关 K 将被电磁铁吸起D地面上的人接触火

6、线发生触电时,开关 K 将被电磁铁吸起【解析】选 A、B、D。家庭电路正常工作时,零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反,在 L1 中产生的磁场方向始终相反,磁场相互叠加,L1、L2 中的磁通量为零,A 项正确;家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时,零线和火线中的电流变大,但大小仍然相等,电流方向始终相反,L1、L2 中的磁通量仍为零,不变,B 项正确,C 项错误;地面上的人接触火线发生触电时,零线和火线中的电流大小不相等,L1 中的磁通量不为零且发生变化,L2 中的磁通量不为零且发生变化,线圈 L2 中产生感应电流,此时开关 K 将被电磁铁吸起,D 项正确。【探究训练】1在无线电仪器中

7、,常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中有电流变化时,对另一个线圈中的电流的影响尽量小。则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()【解析】选 D。互相垂直的线圈由于产生的磁场互相垂直,因而影响较小,D 正确。2(多选)如图所示,一电子以初速度 v 沿与金属板平行的方向飞入 M、N 极板间,发现电子向 M 板偏转,则可能是()A.开关 S 闭合瞬间B开关 S 由闭合到断开瞬间C开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向左迅速滑动D开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向右迅速滑动【解析】选 A、C。开关 S 接通瞬间,根据安培定则,穿过线圈的磁通量向右增加,由楞次定律知在右侧线圈中感

8、应电流的磁场方向向左,产生左正右负的电动势,电子向 M 板偏转,A 正确;断开开关 S 瞬间,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动势,电子向 N 板偏转,B 错误;接通 S 后,变阻器滑片向左迅速滑动,电阻减小,电流增大,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律知在右侧线圈中产生左正右负的电动势,电子向 M 板偏转,C 正确;接通 S 后,变阻器滑片向右迅速滑动,电阻增大,电流减小,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知在右侧线圈中感应出左负右正的电动势,电子向 N 板偏转,D 错误。【补偿训练】如图所示,四个线圈在同一平面内,当 I 减小时,a、b、c 线圈中的感应电流方向为

9、()A均为顺时针方向B均为逆时针方向Ca 线圈中为逆时针方向,b、c 线圈中为顺时针方向Db 线圈中为顺时针方向,a、c 线圈中为逆时针方向【解析】选 C。当 I 减小时,根据安培定则,I 产生的磁场在线圈内部是向外的且减弱,在线圈外部是向里的且减弱,所以 a 线圈中的磁通量是向外且减小,由楞次定律可知,a 中感应电流的磁场向外,再根据安培定则可判断 a 中感应电流的方向为逆时针;同理,b、c 线圈中的磁通量是向里且减小,由楞次定律可知,b、c 中感应电流的磁场向里,再根据安培定则可判断感应电流的方向为顺时针。故 C对,A、B、D 错。主题二 自感任务 1 通电自感【实验情境】如图所示为演示通

10、电自感的电路。两个灯泡 A1、A2 规格相同,实验前先闭合开关 S,调节可调电阻 R,使两个灯的亮度相同,再调节可调电阻 R1,使它们都正常发光,然后断开开关 S。【问题探究】(1)重新接通电路。在闭合开关时,观察到两个灯泡的发光情况是怎样的?两灯泡的发光情况是_。A2正常发光,A1比A2亮得晚(2)发生这种现象的原因是什么?提示:电路接通时,电流由零开始增加,穿过 L 的磁通量随之增加,在 L 中产生自感电动势阻碍磁通量(电流)的增加,推迟了电流达到正常值的时间,所以 A1 灯比 A2 灯晚亮。(3)本实验中感应电流的方向与原电流的方向有什么关系?产生的感应电动势在电路中起什么作用?提示:感

11、应电流的方向与原电流的方向相反,产生的感应电动势在电路中起阻碍电流增加的作用。任务 2 断电自感【实验情境】如图所示为演示断电自感的电路,先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关。【问题探究】(1)为什么灯泡 A 不立即熄灭?提示:电源断开时,A 中由电源提供的电流瞬间变为零,而通过线圈 L 的电流减小,线圈中会产生自感电动势,且线圈 L 与灯 A 构成闭合回路,线圈 L 对 A 进行供电,所以灯不会立即熄灭。(2)L 中感应电流的方向与原电流的方向有什么关系?产生的感应电动势在电路中起什么作用?提示:L 中感应电流的方向与原电流的方向相同,产生的感应电动势在电路中起阻碍电流减小的作用。(3)开关断

12、开后,通过灯泡的感应电流方向与原来通过它的电流方向有什么关系?提示:原来通过 A 灯的电流方向从左向右,开关断开后,通过灯泡的感应电流从右向左,所以通过灯泡的感应电流方向与原来通过它的电流方向相反。【结论生成】1对自感现象的理解:(1)对自感现象的理解:自感现象是一种电磁感应现象,遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律。(2)对自感电动势的理解:产生原因:通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈上产生感应电动势。自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同(即:增反减同)。(3)对电感线圈阻碍作用的理解:

13、若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变。若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。2对通电自感和断电自感的三点理解:(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与原电流方向相反。(2)断电时线圈产生的自感电动势与原来线圈中的电流方向相同,且在与线圈串联的回路中,线圈相当于电源,它提供的电流大小从原来的 IL 逐渐变小。(3)自感电动势只是延缓了电流的变化,但它不能阻止原电流的变化,更不能使原电流反向。3通电自感与断电自感比较:【典例示范】小宇为了研究自感现象,利用实验室提供的实验器

14、材设计了如图所示的电路,其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡,L 为自感系数很大的线圈,且稳定时的电阻与电路中定值电阻 R 的阻值相同。则下列说法正确的是()A开关闭合的瞬间,甲、乙两灯同时变亮B断开开关的瞬间,甲灯立即熄灭,乙灯过一会儿后熄灭C闭合开关,当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同D断开开关的瞬间,m 点的电势高于 n 点的电势【解析】选 C。开关闭合的瞬间,由于线圈中自感电动势的阻碍,甲灯先亮,乙灯后亮,故 A 项错误。断开开关的瞬间,线圈中产生自感电动势,甲、乙两灯串联在一起构成闭合回路,两灯同时逐渐熄灭,故 B 项错误。闭合开关,当电路稳定后,自感作用消失,又由于稳定时线圈的电阻与电路

15、中的定值电阻 R 的阻值相同,则稳定时通过甲、乙两灯的电流相等,两灯亮度相同,故 C 项正确。断开开关的瞬间,线圈中产生自感电动势,线圈中的电流方向与断开开关前相同,线圈的右端相当于电源的正极,与甲、乙两灯泡和定值电阻构成回路,n 点的电势高于 m 点的电势,故 D 项错误。【探究训练】1(多选)如图甲、乙所示的电路中,电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小,且小于灯 A 的电阻,接通 S,使电路达到稳定,灯泡 A 发光,则()A.在电路甲中,断开 S,A 将渐渐变暗B在电路甲中,断开 S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗C在电路乙中,断开 S,A 将渐渐变暗D在电路乙中,断开 S,A 将先变

16、得更亮,然后渐渐变暗【解析】选 A、D。在电路甲中,断开 S,由于线圈产生自感电动势阻碍电流变小,导致回路中的电流逐渐减小,A 将逐渐变暗,故 A 正确,B 错误;在电路乙中,由于电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开 S 时,由于线圈阻碍电流变小,于是原来通过线圈的电流通过灯泡形成新的回路,由于通过灯泡 A 的电流比原来的大,导致 A 将变得更亮一下,然后逐渐变暗,故 C 错误,D 正确。2.(多选)如图所示,L 是自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不计,a、b、c是三个相同的小灯泡,下列说法正确的是()A开关 S 闭合时,b、c 灯立即变亮,a

17、灯逐渐变亮B开关 S 闭合,电路稳定后,b、c 灯亮,a 灯不亮C开关 S 断开时,b、c 灯立即熄灭,a 灯逐渐熄灭D开关 S 断开时,c 灯立即熄灭,a、b 灯逐渐熄灭【解析】选 A、D。灯 a 与线圈 L 串联,当开关 S 闭合时,灯 b、c 立即变亮。通过线圈 L 的电流增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律,线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反,阻碍电流的增大,电路的电流逐渐增大,a 逐渐亮起来。由于线圈直流电阻忽略不计,当电流逐渐稳定时,线圈不产生感应电动势,a、b 两灯电流相等,亮度相同,故 A 正确、B 错误;稳定后,当开关 S 断开时,由于自感,线圈中的电流只能慢慢减小,

18、其相当于电源,与灯泡 a、b 构成闭合回路,a、b 两灯都逐渐熄灭,而 c 灯立即熄灭,故 C 错误、D 正确。3如图所示,将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上,一端接上电池(电池另一极与锉刀接触),手执导线的另一端,在锉刀上来回滑动,由于锉刀表面凹凸不平,就会产生电火花。下列说法正确的是()A.火花是由于摩擦生热引起的B如导线端只向一个方向滑动也能产生电火花C要产生电火花,锉刀必须由铁磁性材料做成D事实上,导线另一端只要保持与锉刀良好接触而不滑动,也会产生电火花【解析】选 B。由图可知,产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成,手执导线的另一端,在锉刀上来回滑动时产生的电火花,是由于电路时通时

19、断,在回路中产生自感电动势产生的,与导线运动的方向无关,如导线端只向一个方向滑动也能产生电火花,故 A 错误,B 正确;根据原理可知,只要锉刀是导体,则实验均能完成,故 C 错误;如果导线另一端保持与锉刀良好接触而不滑动,就不会产生自感电动势,从而不会产生电火花,选项 D 错误。4(多选)如图所示的电路中,电感线圈 L 的自感系数很大,电阻可忽略,D 为理想二极管,则下列说法正确的有()A当 S 闭合时,L1 立即变亮,L2 逐渐变亮B当 S 闭合时,L1 一直不亮,L2 逐渐变亮C当 S 断开时,L2 立即熄灭D当 S 断开时,L1 突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭【解析】选 B、D。当 S 闭

20、合时,因二极管加上了反向电压,故二极管截止,L1一直不亮;通过线圈的电流增加,感应电动势阻碍电流增加,故使得 L2 逐渐变亮,选项 B 正确,A 错误;当 S 断开时,由于线圈自感电动势阻碍电流的减小,故通过 L2 的电流要在 L2L1DL 之中形成新的回路,故 L1 突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,L2 逐渐变暗至熄灭,选项 C 错误,D 正确。【补偿训练】(多选)如图所示,A、B、C 是三个完全相同的灯泡,L 是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则()AS 闭合时,A 灯立即亮,然后逐渐熄灭BS 闭合时,B 灯立即亮,然后逐渐熄灭C电路接通稳定后,B 灯和 C 灯亮度相同D电路接通

21、稳定后,S 断开时,C 灯立即熄灭【解析】选 A、C。S 闭合时,由于通过 L 的电流增大,所以 L 产生很大的阻抗,相当于 L 是断路,所以电流从 A 通过时,A 立即亮起来,但随着电流的稳定,L的阻抗消失,变成一根导线,把 A 短路,故 A 逐渐熄灭,这时电路中 B、C 并联在电源两端,电压增大,B 灯变亮,并且 B、C 两灯的亮度相同,A、C 正确,B错误;电路接通稳定后,S 断开时,L 中的电流减小,产生很大的感应电流,相当于电源,有电流通过 C 灯,故 C 灯不会立刻熄灭,D 错误。主题三 磁场的能量及自感的图像【实验情境】如图所示,一个自感系数很大的线圈与某一灯泡、电源、电阻、开关

22、组成电路。【问题探究】(1)当开关闭合时,灯泡亮度有什么变化?提示:当开关闭合时,灯泡立即变亮,至于后来的变化情况,应分情况讨论:若RL0,电路稳定后灯泡 LA 因被线圈短路而熄灭,即逐渐熄灭;若 RL 不等于 0,LA 不熄灭。(2)在(1)中,当开关断开时,说明能使灯泡更亮的条件是什么,以及能量是如何转化的。提示:当电流通过线圈时,把电能转化为磁场能储存在线圈内,线圈的磁场能与通过它的电流 I、线圈的自感系数 L 有关,数值越大,储存的磁场能越大,在 RLARL条件下,当开关断开时,灯泡比原来更亮后逐渐熄灭,其磁场能转化为灯泡的光能和内能。(3)如何理解线圈能够体现电的“惯性”?电的“惯性

23、”大小与什么有关?提示:当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的“惯性”大小与线圈的自感系数有关。【结论生成】1对磁场的能量的两点理解:(1)线圈能储存一定的磁场能,该能量又会通过电路转化成其他形式的能。(2)线圈的磁场能与通过线圈的电流 I 和线圈的自感系数 L 有关,数值越大,磁场能越大。2自感现象的图像问题的解题方法:(1)明确研究对象及所研究的问题。(2)分析所研究对象在电路中的位置,与电源、线圈等的关系及其电流

24、、电压在某一段时间内的大小、方向和变化情况。(3)看是否规定正方向,若没有说明,可只考虑其数值。(4)结合题意和已知条件,利用自感知识和电路知识等进行分析和计算,从而确定出不同时间内某物理量随时间的变化规律。【典例示范】如图所示的电路,初始时开关 S 闭合,电路处于稳定状态,在某一时刻突然断开开关 S,则通过电阻 R1 中的电流 I 随时间 t 变化的图线可能是选项图中的()【解析】选 D。初始时开关 S 闭合,电路处于稳定状态,流过 R1 的电流方向向左,大小为 I1,与 R1 并联的 R2 和线圈 L 支路,电流 I2 的方向也是向左。当某一时刻开关 S 突然断开时,L 中向左的电流要减小

25、,由于自感现象,线圈 L 产生自感电动势,在回路“LR1AR2”中形成感应电流,电流通过 R1 的方向与原来相反,变为向右,并从 I2 开始逐渐减小到零,故 D 正确。【探究训练】1在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡 L1 和 L2 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 L1 和 L2 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 S。若 t时刻再闭合 S,则在 t前后的一小段时间内,正确反映流过 L1 的电流 i1 或流过 L2 的电流 i2 随时间 t 变化的图像是()【解析】选 B。与滑动变阻器 R 串联的 L2,没有自感

26、,直接变亮,电流变化图像如 A 中图线,C、D 错误;与带铁芯的电感线圈串联的 L1,在 t时刻开始,由于电感线圈的自感作用,电流逐渐变大,A 错误,B 正确。2(多选)用电流传感器可以清楚地演示自感对电路中电流的影响,不一定要用两个灯泡做对比。电流传感器的作用相当于一个电流表,在实验电路图中就用电流表的符号表示。它与电流表的一个重要区别在于,传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化,并能在屏幕上显示电流随时间变化的图像。先按图甲连接电路,测一次后,可以拆掉线圈,按图乙再测一次,得到如图 a、b 所示的图像。则下列说法正确的是()A.a 图像是对应甲测得的Ba 图像是对应乙测得的Cb 图

27、像是对应甲测得的Db 图像是对应乙测得的【解析】选 A、D。电路甲中电流在开关闭合后,由于自感电动势作用,逐渐增至最大;电路乙中电流在开关闭合后,立即增至最大。所以选项 A、D 正确。3图中 L 是绕在铁芯上的线圈,它与电阻 R、R0、开关和电池 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,设电流的流向与箭头所示的方向相同时电流为正。开关 S1 和 S2 都处于断开状态。设在 t0 时刻,接通开关 S1,经过一段时间,在 tt1 时刻,再接通开关 S2,则能较正确地表示 L 中的电流 I 随时间 t 的变化的图线是()【解析】选 A。在 t0 时刻,接通开关 S1,通过线圈的电流从

28、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 tt1 时刻,再接通开关 S2,线圈和 R 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。【补偿训练】如图 1 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 R1、R2 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 2 是某同学画出的在 t0 时刻开关 S 由闭合变为断开,通过传感器的

29、电流随时间变化的图像。关于这些图像,下列说法中正确的是()A.甲图是通过传感器 1 的电流随时间变化的情况B乙图是通过传感器 1 的电流随时间变化的情况C丙图是通过传感器 2 的电流随时间变化的情况D丁图是通过传感器 2 的电流随时间变化的情况【解析】选 C。开关 S 由闭合变为断开,传感器 1 中的电流立刻变为零,如丁图;传感器 2 中的电流由于线圈的自感作用,通过线圈的电流要在 R2 和传感器 2 中形成新的回路,即电流反向并逐渐减小,C 正确,A、B、D 错误。【课堂小结】课堂素养达标1下列关于自感现象的说法中,不正确的是()A自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B线

30、圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大【解析】选 B。自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,故 A 项正确;线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化,可能与原电流方向相同,也可能与原电流方向相反,故 B 项错误;据法拉第电磁感应定律,线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关,故 C项正确;加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大,故 D 项正确;本题选不正确的,答案是 B。2在生产实际中,有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈,当电路中的

31、开关S 由闭合到断开时,线圈会产生很大的自感电动势,使开关 S 处产生电弧,危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生,可在线圈处并联一个元件,下列方案可行的是()【解析】选 D。由题意可知,断开开关瞬间,线圈中产生很大的自感电动势,若不并联元件,则开关 S 处会产生电弧,当并联电容器时,只能对电容器充电,仍不能解决电弧现象,故 A 错误;当并联发光二极管时,由于发光二极管有单向导电性,因此应注意方向,D 选项的二极管在开关断开后与线圈组成闭合回路,正向导通,既能避免产生电弧,又不影响电路,故 D 正确,B、C 错误。3.如图所示的电路中,电容 C 和自感 L 的值都很大,L 的电阻不计,A、

32、B 是完全相同的两个灯泡。当开关 S 闭合时,下列说法中正确的是()AA 灯比 B 灯先亮,然后 A 灯熄灭BB 灯比 A 灯先亮,然后 B 灯熄灭CA 灯、B 灯一起亮,然后 A 灯熄灭DA 灯、B 灯一起亮,然后 B 灯熄灭【解析】选 B。因 A 灯串联了一个自感线圈,由于自感线圈阻碍电流的变化,故A 灯后亮;而 B 灯串联了一个电容器,故 B 灯亮一下然后熄灭,故 B 正确。4.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

33、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【解析】选 C。由于采用了双线绕法,两根平行导线中的电流反向,它们的磁场相互抵消。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。故 C 项正确,其他三项错误。5有一个被称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为 1.5 V 的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器(自感系数很大的线圈)、开关用导线将他们首、尾两位同学两个空着的手相连。如图所示,在开关接通或断开时就会使连成一串的同学都有触电的感觉。请你说明该实验的原理,并说明人有触电感觉时是开关接通还是开关断开的瞬间?为什么?【解析】该小实验的电路连接如图所示。合上开关,电路接通,人感受不到微弱的干电池直流电流。断开开关,因为镇流器中的电流不能突变,所以原来镇流器中很大的电流从人体中流过,人就能感受到这一自感电动势所产生的强大瞬时电流,有触电的感觉。答案:镇流器的自感现象 断开瞬间 只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉

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