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1、第10點 自感現(xiàn)象的分析技巧
在求解有關(guān)自感現(xiàn)象的問題時,必須弄清電感線圈的工作原理和特點,這樣才能把握好切入點和分析順序,從而得到正確答案.
1.自感現(xiàn)象的原理
當(dāng)通過導(dǎo)體線圈中的電流變化時,其產(chǎn)生的磁場也隨之發(fā)生變化.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,導(dǎo)體中會產(chǎn)生阻礙其自身電流變化的自感電動勢.
2.自感現(xiàn)象的特點
(1)自感電動勢只是阻礙自身電流變化,但不能阻止.
(2)自感電動勢的大小跟自身電流變化的快慢有關(guān).電流變化越快,自感電動勢越大.
(3)自感電動勢阻礙自身電流變化的結(jié)果,會給其他電路元件的電流產(chǎn)生影響.
①電流增大時,產(chǎn)生反電動勢,阻礙電流增大,此時線圈相當(dāng)于一個
2、阻值很大的電阻;
②電流減小時,產(chǎn)生與原電流同向的電動勢,阻礙電流減小,此時線圈相當(dāng)于電源.
3.通電自感與斷電自感
自感現(xiàn)象中主要有兩種情況:即通電自感與斷電自感.在分析過程中,要注意:
(1)通過自感線圈的電流不能發(fā)生突變,即通電過程中,電流是逐漸變大;斷電過程中,電流是逐漸變小,此時線圈可等效為“電源”,該“電源”與其他電路元件形成回路.
(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷在于對電流大小的分析,若斷電后通過燈泡的電流比原來強,則燈泡先閃亮后再逐漸熄滅.
對點例題 (多選)在如圖1所示的電路中,帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián),當(dāng)合上開關(guān)S電路穩(wěn)定后燈A正常
3、發(fā)光.則下列說法中正確的是( )
圖1
A.當(dāng)斷開S時,燈A立即熄滅
B.當(dāng)斷開S時,燈A可能突然閃亮然后逐漸熄滅
C.用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路,當(dāng)斷開S時,燈A逐漸熄滅
D.用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開S時,燈A突然閃亮然后熄滅
解題指導(dǎo) 在S斷開的瞬間,L與A構(gòu)成閉合回路,燈A不會立即熄滅.關(guān)鍵是“小燈泡在熄滅之前是否閃亮一下”這一點如何確定.根據(jù)P=I2R可知,燈A能否閃亮,取決于S斷開的瞬間,流過A的電流是否更大一些.在斷開S的瞬間,燈A中原來的電流IA立即消失,但燈A和線圈L組成的閉合回路,由于線圈L的自感作用,其中的電流IL不會立即消
4、失,它還要通過回路維持短暫的時間.如果IL>IA,則燈A熄滅之前要閃亮一下;如果IL≤IA,則燈A是逐漸熄滅而不閃亮.至于IL和IA的大小關(guān)系,由RA和RL的大小關(guān)系決定:若RA>RL,則IA
5、
答案 C
解析 S接通瞬間,L中電流從0開始增大,于是產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的增大.因此Q不會立即正常發(fā)光,較P要晚些,所以B項錯誤.S斷開瞬間,因L的自感作用,通過P、Q形成的回路的電流逐漸減小為0,通過P的電流方向從右向左,通過Q的電流方向與原來相同,因此,P、Q兩只燈泡會一起漸漸熄滅.故C項正確,A、D項錯誤.
2.(多選)如圖3所示的電路中,線圈L的自感系數(shù)很大,電阻可忽略,D為理想二極管,則下列說法正確的有( )
圖3
A.當(dāng)S閉合瞬間,L1立即變亮,L2逐漸變亮
B.當(dāng)S閉合瞬間,L1一直不亮,L2逐漸變亮
C.當(dāng)S斷開瞬間,L2立即熄滅
D.當(dāng)S斷開瞬間,L1突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅
答案 BD
解析 當(dāng)S閉合瞬間,因二極管加上了反向電壓,故二極管截止,L1一直不亮,通過線圈的電流增大,感應(yīng)電動勢阻礙電流增大,故使得L2逐漸變亮,選項B正確,A錯誤;當(dāng)S斷開瞬間,由于線圈自感電動勢阻礙電流的減小,故通過L1的電流要在L-L2-L1-D-L之中形成新的回路,故L1突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,選項C錯誤,D正確.
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