Question

15．如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中R₀为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R（可视为不变），电感线圈的自感系数为L、电阻为R_L．电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭．为了观察到断开开关S时灯泡需要更长时间才逐渐熄灭的现象，下列措施中一定可行的是（　　）

• A． 撤去电感线圈中的铁芯，使L减小
• B． 更换电感线圈中的铁芯，使L增大
• C． 换一个自感系数L相同，但R_L更大的电感线圈
• D． 增大E，同时增大R₀

Answer 1

分析 开关由闭合到断开瞬间，A灯立即熄灭，通过线圈的电流减小，线圈产生自感电动势，再根据法拉第电磁感应定律以及线圈的自感电动势与自感系数分析即可．

解答 解：开关由闭合到断开瞬间，线圈中产生感应电动势，而灯R与线圈L是串联，所以二者的电流是相等的．由题，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，则说明在电路在稳定状态时，通过灯泡的电流小于通过电感线圈的电流，同时电感线圈的自感系数为L、电阻为R_L小于灯泡的电阻R．
A、撤去电感线圈中的铁芯，使L减小，根据自感电动势的表达式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知产生的感应电动势减小，对电流变化的阻碍作用减小，观察到断开开关S时灯泡需要的时间变短．故A错误；
B、更换电感线圈中的铁芯，使L增大，据自感电动势的表达式：$E=L•\frac{△I}{△t}$可知产生的感应电动势增大，对电流变化的阻碍作用增大，则观察到断开开关S时灯泡需要的时间变长．故B正确；
C、换一个自感系数L相同的线圈，不影响电流的变化的时间，但R_L更大的电感线圈时，流过线圈的电流将减小，不一定能观察到灯泡闪亮一下．故C错误；
D、增大E，同时增大R₀时，流过小灯泡的电流与开始时相等的前提下，流过线圈的电流也不变，则实验的现象不变．故D错误．
故选：B

点评 通电与断电的自感现象要根据楞次定律进行分析．若开关闭合时，线圈中电流大于A灯中电流，断开开关时，A灯才出现闪亮现象．