Question

图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R₁=6.0 Ω，定值电阻R=2.0 Ω，AB间电压U=6.0 V.开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t₁=1.0×10^-3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示.

                 

              图甲                                                图乙

（1）求出线圈L的直流电阻R_L；

（2）在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向；

（3）在t₂=1.6×10^-3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？

Answer 1

解析：（1）由图知，开始时流过电感线圈L的电流I₀=1.5 A                         ①

由欧姆定律：I₀=                                                       ②

代入数值解得：R_L=-R=2 Ω.                                                  ③

（2）断开开关后，电感线圈L中产生自感电动势阻碍电流的减小，在L、R、R₁中形成电流通路，通过电灯的电流方向向左.

（3）由图读得t=1.6×10^-3 s时线圈L中的电流I=0.30 A                             ④

线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律E=I(R_L+R+R₁)                        ⑤

代入数值解得E=3.0 V.                                                       ⑥