Question

15．如圖所示電路為演示自感現象的電路圖，其中R₀為定值電阻，電源電動勢為E、內阻為r，小燈泡的燈絲電阻為R（可視為不變），電感線圈的自感系數為L、電阻為R_L．電路接通并達到穩定狀態后，斷開開關S，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關斷開前更亮）一下，然后才逐漸熄滅．為了觀察到斷開開關S時燈泡需要更長時間才逐漸熄滅的現象，下列措施中一定可行的是（　　）

• A． 撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小
• B． 更換電感線圈中的鐵芯，使L增大
• C． 換一個自感系數L相同，但R_L更大的電感線圈
• D． 增大E，同時增大R₀

Answer 1

分析 開關由閉合到斷開瞬間，A燈立即熄滅，通過線圈的電流減小，線圈產生自感電動勢，再根據法拉第電磁感應定律以及線圈的自感電動勢與自感系數分析即可．

解答 解：開關由閉合到斷開瞬間，線圈中產生感應電動勢，而燈R與線圈L是串聯，所以二者的電流是相等的．由題，斷開開關S，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關斷開前更亮）一下，則說明在電路在穩定狀態時，通過燈泡的電流小于通過電感線圈的電流，同時電感線圈的自感系數為L、電阻為R_L小于燈泡的電阻R．
A、撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小，根據自感電動勢的表達式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知產生的感應電動勢減小，對電流變化的阻礙作用減小，觀察到斷開開關S時燈泡需要的時間變短．故A錯誤；
B、更換電感線圈中的鐵芯，使L增大，據自感電動勢的表達式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知產生的感應電動勢增大，對電流變化的阻礙作用增大，則觀察到斷開開關S時燈泡需要的時間變長．故B正確；
C、換一個自感系數L相同的線圈，不影響電流的變化的時間，但R_L更大的電感線圈時，流過線圈的電流將減小，不一定能觀察到燈泡閃亮一下．故C錯誤；
D、增大E，同時增大R₀時，流過小燈泡的電流與開始時相等的前提下，流過線圈的電流也不變，則實驗的現象不變．故D錯誤．
故選：B

點評 通電與斷電的自感現象要根據楞次定律進行分析．若開關閉合時，線圈中電流大于A燈中電流，斷開開關時，A燈才出現閃亮現象．