第二章 4. 自感-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（教科版2019）

4.自感 【素养目标】　1.知道自感现象也是电磁感应现象，并能比较准确地阐述什么是自感现象。　2.能用语言和图像等方式描述通电自感和断电自感现象的特征，并能运用楞次定律解释自感现象产生的原因。　3.了解自感电动势，会判断其方向，知道其大小计算式、自感系数以及影响自感系数大小的因素。　4.认识日光灯的工作原理，知道镇流器、启动器的作用。 知识点一　自感现象　自感系数 [情境导学]　 如图所示，让几位同学”串联”在电路中，只需1节干电池。闭合开关S前，学生的体验－－”无感觉”；闭合开关S后，学生的体验－－”无感觉”；断开开关S瞬间，同学突然受到电击－－”迅速收回双手”。这是为什么呢？ 提示：闭合开关S，流过线圈的电流很大，流过人体的电流很小。断开开关S，线圈与人为串联关系，此时，线圈中电流变小，线圈L中产生自感电流以阻碍电路中原电流的减小，线圈中的较大电流流过人体，人会受到电击。 (阅读教材P48－P50完成下列填空) 1.自感现象 由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫作自感，在自感现象中产生的电动势叫作自感电动势。 2.自感系数 (1)自感电动势：EL＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感。 (2)单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)。 换算关系是： 1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－6 H。 [问题探究]　在如图所示的电路中，线圈电阻RL<R2，灯泡1和灯泡2完全相同，调节滑动变阻器R1，使闭合开关S，电路稳定后，灯泡1和灯泡2均能发光。 分析以下问题。 (1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？为什么会出现这种区别。 (2)闭合开关S，电路稳定后，灯泡1和灯泡2的亮度有何区别。 (3)断开开关S，灯泡的亮度有何变化，试分析原因。 提示：(1)灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。 接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势，根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来。 (2)闭合开关S，电路稳定后，由RL<R2，所以流过灯泡1的电流大于流过灯泡2的电流，所以灯泡1比灯泡2更亮一些。 (3)断开开关S，灯泡1逐渐熄灭，灯泡2会更亮一下，然后逐渐熄灭。这是因为断开开关，电源提供的电流消失，线圈L中的电流减小，线圈L中产生感应电动势阻碍其自身电流减小，因此线圈L中的电流会由稳定时的电流逐渐减小，此电流又流过了灯泡1和灯泡2，所以灯泡1逐渐熄灭，流过灯泡2的电流会突然增大(因稳定时，流过灯泡1的电流大于流过灯泡2的电流)，所以灯泡2会更亮一下，然后熄灭。 角度一　对通电自感的理解 如图所示，电路中电源内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡。当S闭合时，下列说法正确的是(　　) 学生用书↓第71页 A．A比B先亮，然后A熄灭 B．B比A先亮，然后A逐渐变亮 C．A、B一起亮，然后A熄灭 D．A、B一起亮，然后B熄灭 答案：B 解析：闭合开关的一瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，B灯先亮，A中电流逐渐增大，A灯逐渐变亮，B正确。 角度二　对断电自感的理解 (2024·陕西宝鸡期末)如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开，则下列判断正确的是(　　) A．M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭 B．N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 C．M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D．N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭 答案：B 解析： 开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2，且电流方向由M到N，因为理想线圈无内阻，故M点电势等于N点电势；当开关S断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，由楞次定律知，感应电流方向由M到N，MN当电源，故N点电势高于M点，所以断开开关S瞬间，流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭。 1.自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化。 (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。 (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。 2.通电自感和断电自感比较 项目 通电自感 断电自感 自感电路 器材规格 D1、D2灯同规格，调节R＝RL1，L1的自感系数较大 L2的自感系数很大(有铁芯)、电阻较小 续表 项目 通电自感 断电自感 自感现象 在S闭合瞬间，D2灯立即亮起来，D1灯逐渐变亮，最终两灯一样亮 在开关S断开时，D灯逐渐熄灭或先闪亮一下逐渐熄灭 自感时流经灯泡的电流变化图像 灯泡D1 产生 原因 开关闭合时，流过线圈L1的电流增大，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的增大，流过D1灯的电流增大得慢，又R＝RL1，最终流过两灯的电流一样大 断开开关S时，流过线圈L2的电流减小，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间。在S断开后，通过L2的电流会通过D灯(与原来D灯的电流方向相反)，D灯不会立即熄灭。若RL2<RD，原来的电流IL2>ID，则D灯熄灭前要闪亮一下；若RL2≥RD，原来的电流IL2≤ID，则D灯逐渐熄灭 能量 转化 有电能转化为L1中的磁场能 L2中的磁场能转化为电能 学生用书↓第72页 3.自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的问题分析方法 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，线圈中电流方向不变 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗 ②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。灯泡中电流方向改变 针对练. (多选)(2024·四川雅安期末)在如图所示的电路中，D1和D2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是(　　) A．合上开关S，D1先亮，D2后亮，最后一样亮 B．稳定后断开开关S，D1和D2都要过一会儿才熄灭 C．稳定后断开开关S，D2闪亮一下再熄灭 D．稳定后断开开关S，流过D2的电流方向由右向左 答案：BD 解析：当开关S闭合时，灯D2立即发光，由于线圈L的自感作用，通过灯D1的电流只能逐渐增大，使灯D1逐渐亮起来，所以灯D2比灯D1先亮，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，流过两灯的电流相等，亮度相同，故A错误；稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、灯D2与灯D1构成闭合回路，两灯都要过一会儿再熄灭，由于两灯泡完全相同，线圈的电阻又不计，则灯D2不会闪亮一下，且流过灯D2的电流方向由右向左，故B、D正确，C错误。 角度三　自感现象的图像问题 在如图所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过自感线圈的电流是2 A，流过灯泡D的电流是1 A，现将开关S突然断开，能正确反映流过灯泡的电流i在开关S断开前后随时间t变化关系的图像是(　　) [解题指导]　因电感线圈中电流变化时，自感电动势会阻碍电流变化，因此线圈中的电流只能逐渐变化，在分析断电自感时要抓住断电后线圈中电流在原来基础上逐渐减小，与其串联的电路电流与线圈相同。 答案：D 解析：开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A；开关S断开瞬间，由于自感现象线圈中会产生与原电流方向相同的自感电流，使线圈中的电流从2 A逐渐减小，方向不变，且与灯泡D构成闭合回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流大小相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，故D正确。 自感现象中的I-t图像的处理技巧 针对练. (2024·重庆一中期末)如图所示的电路中，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中的总电阻为R。闭合开关S，电路中电流I遵循规律E－RI＝L，其中I-t图像可能正确的是(　　) 答案：B 解析：由于电路中电流I遵循规律E－RI＝L，由自感规律可知，线圈产生的自感电动势阻碍电流的增大，使电流的增大速度变慢，电路稳定后自感现象消失，故I-t图线的斜率逐渐减小直至斜率为0。 学生用书↓第73页 知识点二　自感的应用－－日光灯 (阅读教材P50－P51完成下列填空) 1.日光灯的构造：普通的日光灯由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成，如图所示。 2.镇流器的作用：形成瞬时高压，使灯管的气体放电，日光灯被点亮，正常工作时，镇流器起着降压限流作用。 [问题探究]　 如图为日光灯的结构示意图。问题： (1)启动器有何特点，在日光灯内起到什么作用？ (2)镇流器有何特点，在日光灯工作中起什么作用？ (3)简要说明日光灯的工作原理。 提示：(1)启动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极(静触片和动触片)，动、静片间不接触，有一小缝隙。开关闭合后，氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使动触片受热膨胀变形，与静触片接触，把电路接通。接触后，辉光放电消失，动触片冷却收缩，使两个触片分离，电路自动断开。 (2)镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线圈，其作用是在日光灯启动时在灯管两端形成一个瞬时高压，正常工作时又起着降压限流的作用。 (3)①开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热。 ②电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形片冷却收缩，使两个触片分离，电路自动断开。 ③在电路突然断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯被点亮。 ④日光灯点亮后，由于电感线圈对交流电有阻碍作用，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。 如图是日光灯的工作原理电路图，下列说法中正确的是(　　) A．日光灯点亮后，镇流器、启动器都不起作用 B．镇流器能产生瞬时高压点亮灯管，并在灯管亮后起降压限流作用 C．日光灯点亮后，发出的可见光是由灯管内的气体发出 D．日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗 答案：B 解析：日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如图所示， 在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，此时电流通过镇流器而降压，不能使镇流器短路，故A、D错误，B正确；日光灯管是因为荧光粉受紫外线照射而发光，故C错误。 日光灯的工作原理 日光灯在接通电源时，启动器首先导通，又立即断开，在断开的瞬间，由于自感现象，镇流器产生很高的自感电动势，而使灯管快速启动。　　 针对练1. (多选)如图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是(　　) A．启动过程中，启动器断开瞬间，镇流器L产生瞬时高压 B．日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压 C．日光灯正常发光后启动器是导通的 D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源 答案：AB 解析：日光灯中镇流器的作用是当启动器断开的瞬间产生瞬时高压，击穿灯管中的稀薄气体导电，而启动后自感电动势会使灯管两端的电压低于电源电压，故A、B正确；灯管导通后，启动器断开，日光灯只能用交流电源供电，故C、D错误。 针对练2.若将图甲中启动器换为开关S1，并给镇流器并联一个开关S2，如图乙所示，则下列叙述正确的是(　　) 学生用书↓第74页 A．只把S3接通，日光灯就能正常发光 B．把S3、S1接通后，S2不接通，日光灯就能正常发光 C．S2不接通，接通S3、S1后，再断开S1，日光灯就能正常发光 D．当日光灯正常发光后，再接通S2，日光灯仍能正常发光 答案：C 解析：一般日光灯启动的瞬间把电源、灯丝、镇流器接通，然后启动器自动断开，靠镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电，所以启动时既要使题图乙中S3闭合，又需使S1瞬间闭合再断开，A、B错误，C正确；正常工作时镇流器起降压限流作用，若把题图乙中S2闭合，则镇流器失去作用，日光灯不能正常工作，D错误。 1.关于线圈的自感系数，下列说法正确的是 (　　) A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大 D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 答案：D 解析：自感系数是线圈本身的固有属性，只取决于线圈形状、直径、匝数、有无铁芯等因素，而与电流变化快慢等外部因素无关。 自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化率有关。A、B、C错误，D正确。 2.(2024·广东佛山一中月考)如图所示，L为自感系数足够大的线圈，电路稳定时小灯泡可正常发光，以下说法正确的是 (　　) A．闭合开关S，小灯泡立即变亮 B．断开开关S，小灯泡立即熄灭 C．断开开关S，小灯泡缓慢熄灭 D．断开开关S，小灯泡闪亮一下再慢慢熄灭 答案：B 解析：闭合开关S，线圈中电流要增大，会产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以小灯泡慢慢变亮，直到正常发光，A错误；当断开开关S的瞬间，线圈产生自感电动势，但是线圈与小灯泡在开关断开后，不能形成闭合回路，则没有感应电流，小灯泡立即熄灭，B正确，C、D错误。 3.如图所示，灯D1、D2完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略。则(　　) A．S闭合的瞬间，D1、D2同时发光，接着D1变暗，D2变亮，最后D1熄灭 B．S闭合瞬间，D1不亮，D2立即亮 C．S闭合瞬间，D1、D2都不立即亮 D．稳定后再断开S的瞬间，D2熄灭，D1比D2(稳定时亮度)更亮 答案：A 解析：S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加；由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过D1，所以D1、D2会同时亮；又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，线圈的电阻可忽略，对D1起到”短路”作用，因此，D1熄灭；这时电路的总电阻比刚接通时小，D2变亮。稳定后再断开S瞬间，D2熄灭，D1再次发光，但不会比D2(稳定时亮度)更亮。A正确。 4.(多选)(2024·福建永春高二期中)如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是(　　) A．日光灯启动时，利用了镇流器中线圈的自感现象 B．日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用 C．日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作 D．日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作 答案：ABD 解析：镇流器在启动时，利用线圈的自感现象产生瞬时高压，A正确；镇流器在日光灯正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，B正确；日光灯正常工作时，灯管两端电压稳定在额定工作电压范围内，由于这个电压低于启动器的电离电压，所以并联在两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作，C错误，D正确。 课时测评13　自感 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题5分，共55分) 1.(2024·山东潍坊一中月考)通过一个线圈的电流在均匀增大时，这个线圈的 (　　) A．自感系数也将均匀增大 B．自感电动势也将均匀增大 C．磁通量保持不变 D．自感系数和自感电动势不变 答案：D 解析：自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关，A错误；线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，C错误；自感电动势E＝L，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，B错误，D正确。 2. 如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到 (　　) A．灯泡变暗 B．灯泡变亮 C．螺线管缩短 D．螺线管长度不变 答案：A 解析：软铁棒插入螺线管中的过程中，使螺线管的自感系数增大，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长，故A正确，B、C、D错误。 3. (2023·湖北麻城一中月考)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相互抵消 B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流相互抵消 C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量相互抵消 D．当电路中的电流变化时，电流的变化量相互抵消 答案：C 解析：能否产生感应电动势，关键在于穿过回路的磁通量是否变化。由于导线是双线绕法，两股导线中电流产生的穿过回路的磁通量相互抵消，无论通过的电流变化与否，磁通量均不变，所以不产生感应电动势和感应电流。故选C。 4.(2024·四川省绵阳市北川中学高二月考)某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关S，小灯泡发光；再断开S，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未出现物理老师课堂演示断电时出现的小灯泡闪亮之后再逐渐熄灭的现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 (　　) A．电源的电动势较大 B．小灯泡D的灯丝断了 C．线圈L的电阻较小 D．小灯泡D灯丝电阻较小 答案：D 解析：断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于流过灯泡的电流有没有增大，与电源的电动势无关，故A错误；小灯泡D的灯丝断了，灯泡将不亮，故B错误；线圈L的电阻较小，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，灯泡发生闪亮现象，故C错误；小灯泡D灯丝电阻较小，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将不发生闪亮现象，故D正确。 5. 如图所示的电路中D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是(　　) A．接通时D1首先达到最亮，断开时D1后灭 B．接通时D2首先达到最亮，断开时D1后灭 C．接通时D1首先达到最亮，断开时D1先灭 D．接通时D2首先达到最亮，断开时D2先灭 答案：A 解析：当开关S接通时，D1和D2同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始时电流几乎全部从D1通过，而该电流经支路分别通过D2和R，所以D1首先达到最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2亮度相同；当开关S断开时，电源电流立即为零，因此D2立即熄灭，而对D1，由于通过线圈的电流突然减小，线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，线圈L和D1组成闭合电路，电流逐渐减小，所以D1后灭。A正确。 6.如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并上一纸质电容器C，某班教室的一盏日光灯总是灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是 (　　) A．启动器两脚a、b与启动器座接触不良 B．电容器C被烧断 C．电容器C被击穿而短路 D．镇流器自感系数L太大 答案：C 解析：日光灯的工作原理是，当电压加到启动器两端时，启动器内部的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到灯管两端，使灯管内的汞电离导通，灯管发光。只有电容器C被击穿而短路的情况不能使金属片断开，无启动器突然断开，故在灯管两端无瞬间高压过程，无法使灯管灯丝之间的汞蒸气导电，而仅仅是灯管两端导线通过短路的电容器处在导电状态，所以出现灯管两端亮而中间不亮的情形，故A、B、D错误，C正确。 7. (2024·陕西师大附中期中)在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡D1和D2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D1和D2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，图中能正确反映流过D1的电流i1、流过D2的电流i2随时间t变化的图像是(　　) 答案：B 解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡D1、D2发光的亮度一样，电流均为I，说明RL＝R。若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡D1的电流从无到有，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过D1的电流i1的增大，直至达到I，故A错误，B正确；而对于灯泡D2，其电流i2立即达到I，故C、D错误。 8. (2024·江苏宜兴一中期末)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像，正确的是(　　) 答案：B 解析：开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当于断路，后来由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律，I＝，整个电路中的总电流增大，由UAB＝E－Ir得电压UAB减小。电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L所在支路的电流小于流过灯泡D的电流。当开关断开时，由于L的自感作用，流过灯泡D的电流立即与流过L的电流相等，与灯泡中原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，B正确。 9. (2024·湖南岳阳一中期中)测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路如图所示，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路拆除时应(　　) A．先断开S1 B．先断开S2 C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R 答案：B 解析：S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2，故选B。 10. (2024·四川广元一中期末)如图所示的电路中，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，两个电阻的阻值都为R，线圈L的自感系数很大，它的直流电阻也等于R，则下列说法中正确的是(　　) A．闭合S后，灯D2先亮，灯D1和D3后亮，最后三个灯泡一样亮 B．闭合S后，通过灯D1的电流方向向右，通过灯D2的电流方向向左，灯D3中无电流 C．断开S后，灯D2和灯D1立即熄灭，灯D3逐渐变亮后熄灭 D．S断开前、后，通过D1的电流始终向右 答案：D 解析：闭合S后，灯D2支路立即导通，有向右的电流，则灯D2先亮，灯D3支路因二极管加反向电压不能导通，D3不亮，D1支路由于有线圈L产生的感应电动势阻碍电流的增加，则D1逐渐亮起来，电流方向向右，最后因L的直流电阻也为R，则D1与D2一样亮，选项A、B错误。断开S后，原来通过D2的电流立即消失，则D2立即熄灭；而通过线圈L的电流由于自感电动势阻碍电流的减小，则在D1→D3→R→二极管→L中形成新的回路，使得D1逐渐熄灭，D3亮一下后逐渐熄灭，S断开前、后，通过D1的电流始终向右，选项C错误，D正确。 11.(2024·四川省成都七中高二期末)如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，A1、A2为完全相同的电流传感器(内阻不计)。闭合开关S，得到如图乙所示的IQ000Qt图像，电源电动势为E，内阻为r，则(　　) A．r＝R B．E＝R C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 答案：B 解析：由题图乙可知，当t＝t0时，自感线圈中电流为零，流过灯泡支路的电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有E＝I1r＋I1R，当t＝t1时，电路稳定，两支路电流相等为I2，根据闭合电路欧姆定律有E＝2I2r＋I2R，联立解得r＝R，E＝R，故A错误，B正确；由题图乙可知，电路稳定后，两支路电流相等，则断开开关时，小灯泡不会闪亮但会逐渐熄灭，故C错误；闭合开关时，自感线圈中电流为零，但由于电流在变化，自感电动势不为零，故D错误。 12. (5分)(2024·山东德州一中期中)研究自感现象的实验电路图如图甲所示，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙所示)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡D的阻值R1＝6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。 (1)求线圈的直流电阻RL。 (2)开关断开时，该同学观察到什么现象？计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势。 答案：(1)2 Ω　(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　15 V 解析：(1)由题图乙可知S闭合稳定时IL＝1.5 A RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω。 (2)S闭合稳定时小灯泡电流I1＝＝ A＝1 A S断开后，L、R、D组成回路 电流由1.5 A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝IL(R＋RL＋R1)＝15 V。 学生用书↓第75页 学科网（北京）股份有限公司 $$