1、- 1 -自感现象及其应用1当线圈中电流变化时，线圈本身产生自感电动势，这个电动势阻碍原电流的变化。2自感电动势的大小与通过线圈的磁通量变化的快慢和自感系数大小有关。3线圈越粗、越长、匝数越多，它的自感系数就越大。此外，有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。一、自感现象1实验探究通电时的自感 断电时的自感电路图现象 L2立刻正常发光，L 1逐渐亮起来L2立刻熄灭，L 1闪亮一下再逐渐熄灭实验分析闭合开关或断开开关时，通过线圈的电流都发生了变化。由法拉第电磁感应定律可以知道，穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化2自感现象由于线圈本身的电流发
2、生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。3自感电动势在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。二、自感系数1物理意义描述通电线圈自身影响自感电动势的特性的物理量，简称自感或电感。- 2 -2影响因素线圈的形状、长短、匝数和有无铁芯。线圈越粗、越长、匝数越多，其自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。3单位亨利，简称亨，符号是 H，常用的较小单位有毫亨和微亨。三、日光灯1构造如图 161 所示，由灯管、镇流器和启动器组成。图 1612灯管(1)工作原理：在高压激发下，灯管内两灯丝间的气体导电，发出紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的照射下发出可见光。(2)气体导电的特点：只有
3、当灯管两端的电压达到一定值时，气体才能电离导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多。3启动器的构造及作用(1)构造：双金属片(U 形动触片和静触片)。(2)作用：在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开。4镇流器的作用(1)启动时产生瞬时高压使灯管发光。(2)正常发光时，起着降压、限流的作用，保证日光灯的正常工作。1自主思考判一判(1)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。()(2)线圈自感电动势的大小与自感系数 L 有关，反过来， L 与自感电动势也有关。()(3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。()(4)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反。()(5
4、)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。()(6)镇流器在点亮日光灯时产生瞬时高电压，点亮后就不起作用了。()2合作探究议一议(1)自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？- 3 -提示：自感现象属于电磁感应现象，同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律。(2)如何判断自感电动势的方向？提示：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向相同。它们也遵循“增反减同”的规律。(3)断电自感的实验装置如图 162 所示，在断电自感电路中，线圈 L 的
5、电阻较小( RLIA，所以 A 先闪亮一下，再逐渐熄灭。可见 S 断开前后，流过 A 的电流方向相反。(4)在高电压的激发下，日光灯的灯管才能发光，这个使日光灯管发光的高电压是由谁来提供？提示：镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高电压，加在灯管两端，使灯管中的气体放电，日光灯被点亮。对通电自感和断电自感的理解1自感电动势的产生原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈自身的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。2自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。3
6、自感电动势的作用阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。- 4 -4决定自感电动势大小的因素(1)电流的变化率。(2)线圈的自感系数。5对自感系数的理解(1)线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与电流的通断、电流的大小无关。(2)线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多、越密，它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的匝数 n 成正比，与线圈的体积成正比。除此之外，线圈内有无铁芯起相当大的作用，有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多。6通、断电自感中灯泡亮度变化分析(1)通电自感如图 163 甲所示，线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，使线圈的电流从通电瞬间的 0 逐渐增大到正常值，所以与线圈
7、串联的灯泡的亮度是逐渐亮起来。图 163(2)断电自感如图乙所示，正常工作时线圈和电灯的电流分别为 IL和 IA。断电后，线圈产生自感电动势，线圈与灯泡组成回路，线圈起到电源作用。线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小，使线圈中的电流由 IL逐渐减小到 0，因此灯泡中的电流也由断电前的 IA突变为IL，然后逐渐减小到 0，亮度也是逐渐变小到熄灭，当然灯泡中的电流方向由断电前的 d c突变为 c d。若 ILIA，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭；若 IL IA，灯泡逐渐熄灭，不闪亮。典例 (多选)如图 164 所示的电路中，a、b、c 为三盏完全相同的灯泡， L 是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，
8、 E 为电源，S 为开关。关于三盏灯泡，下列说法正确的是( )图 164A合上开关，c、b 先亮，a 后亮B合上开关一会后，a、b 一样亮- 5 -C断开开关，b、c 同时熄灭，a 缓慢熄灭D断开开关，c 马上熄灭，b 闪一下后和 a 一起缓慢熄灭思路点拨 (1)线圈的自感系数很大，能够产生足够大的自感电动势。(2)线圈的直流电阻为零，电路稳定后线圈相当于普通导线。解析 闭合开关 S 时，由于线圈 L 的自感作用，流过 a 灯的电流逐渐增大，所以 a 灯后亮，b、c 灯与电源构成回路，所以 b、c 灯先亮，故 A 正确。合上开关一会后，电路稳定，L 是一个直流电阻为零的自感线圈，可视为导线，a
9、、b 灯完全相同，并联电压相同，故a、b 灯一样亮，故 B 正确。断开开关瞬间，a、b 灯与线圈构成闭合回路，由于 L 的自感作用，a、b 灯的电流要逐渐减小，故 c 灯马上熄灭，a、b 灯缓慢熄灭，C 错误。由于电路稳定时，a、b 灯中电流相同，故 b 灯无闪亮现象，D 错误。答案 AB(1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有阻碍作用。(2)电流稳定时，电感线圈相当于一段导体，阻值即为直流电阻。对于理想线圈，此时相当于短路。 1(多选)如图 165 所示的电路中，电源电动势为 E，内阻 r 不能忽略。 R1和 R2是两个定值电阻， L 是一个自感系数较大的线圈。开关 S 原来是断开的，从闭合
10、开关 S 到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过 R1的电流 I1和通过 R2的电流 I2的变化情况是( )图 165A I1开始较大而后逐渐变小B I1开始很小而后逐渐变大C I2开始很小而后逐渐变大D I2开始较大而后逐渐变小解析：选 AC 闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始 I2很小，随着电流达到稳定，自感作用减小， I2开始逐渐变大。闭合开关 S 时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小，- 6 -所以 R1上的电压逐渐减小，电流 I1逐渐减小，故选 A、C。2如图 166 所示，电感线圈 L
11、 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻 R2阻值约等于 R1的两倍，则( )图 166A闭合开关 S 时，L A、L B同时达到最亮，且 LB更亮一些B闭合开关 S 时，L A、L B均慢慢亮起来，且 LA更亮一些C断开开关 S 时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭D断开开关 S 时，L A慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭解析：选 D 由于灯泡 LA与线圈 L 串联，灯泡 LB与电阻 R2串联，当 S 闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以 LB比 LA先亮，A、B项错误；由于 LA所在的支路电阻
12、阻值偏小，故稳定时电流大，即 LA更亮一些；当 S 断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从 IA减小，故 LA慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭，C 错误、D 正确。3(多选)如图 167 所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器 R 的阻值相同，A 1和 A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是( )图 167A闭合 S 瞬间，电流表 A1的示数小于 A2的示数B闭合 S 瞬间，电流表 A1的示数等于 A2的示数C断开 S 瞬间，电流表 A1的示数大于 A2的示数D断开 S 瞬间，电流表 A1的示数等于 A2的示数解析：选 AD 闭合开关时，线
13、圈中产生与电流反向的自感电动势起到阻碍作用，所以电流表 A1的示数小于电流表 A2的示数，A 对、B 错；断开开关时，线圈中产生与原电流同向的自感电动势，并与 R 组成临时回路，电流表 A1与电流表 A2示数相等，C 错、D 对。自感现象中的图像问题典例 如图 168 所示电路中，S 是闭合的，此时流过线圈 L 的电流为 I1，流过灯 D- 7 -的电流为 I2，且 I1 I2，在 t1时刻将 S 断开，那么流过灯 D 的电流随时间变化的图像是下列图中的( )图 168思路点拨(1)S 断开瞬间，回路中电流的大小和方向由线圈 L 中的电流决定。(2)因线圈的自感作用，回路中的电流逐渐减小到零。
14、解析 注意分析各段时间内流过灯 D 电流的方向的变化情况。S 闭合时流过灯 D 的电流大小为 I2，方向由左向右；S 断开时灯 D 中电流立即减小为零，由于线圈 L 的作用， I1不能立即减小为零， L 与灯 D 构成闭合电路，其中电流由 I1逐渐减小至零，流经灯 D 的电流方向由右向左，故选 D。答案 D(1)S 断开时，因自感作用，线圈 L 中的电流不能立即减小为零，要通过回路逐渐减小为零。(2)回路中的电流方向与 S 断开前线圈 L 中的电流方向相同。(3)回路中的电流从线圈 L 中原来的电流大小开始逐渐减小，但不是均匀减小。 1(多选)某线圈中通有如图 169 所示的电流，则线圈中自感
15、电动势改变方向的时刻有( )- 8 -图 169A第 1 s 末 B第 2 s 末C第 3 s 末 D第 4 s 末解析：选 BD 自感电动势 E L ，当电流的变化率为零时，自感电动势的方向发生改 I t变。由题图可知 t2 s 和 t4 s 时 为零。故选项 B、D 正确。 I t2如图 1610 所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，电感 L 的电阻不计，电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值。在 t0 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 变化的图像中，正确的是( )图 1610解析：选 B 开关 S 闭合的
16、瞬间，由于电感 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 知，整个电路中的总电流不断增大，由 U 内 Ir 得内电压不断增大，ER r由 UAB E Ir 得路端电压 UAB不断减小。电路稳定后，由于 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值，所以流过 L 支路的电流小于流过灯泡 D 的电流。当开关断开时，由于电感 L 的自感作用，流过灯泡 D 的电流立即与 L 中的电流相等，与灯泡中原来的电流方向相反且逐渐减小，即 UAB反向且逐渐减小，选项 B 正确。3在如图 1611 所示的电路中，两个相同
17、的小灯泡 L1和 L2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 L1和 L2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，图正确反映流过 L1的电流 i1、流过 L2的电流 i2随时间 t 变化的图像是( )图 1611- 9 -解析：选 B 由题中给出的电路可知，电路由 L 与 L1和 L2与 R 两个支路并联，在 t时刻，L 1支路的电流因为有 L 的自感作用，所以 i1由 0 逐渐增大，L 2支路为纯电阻电路， i2不存在逐渐增大的过程，所以选项 B 正确。日光灯的工作原理1
18、对启动器工作原理的认识启动器主要由电容器和玻璃泡组成，电容器与玻璃泡并联。玻璃泡内构造如图 1612所示。玻璃泡内充有氖气，泡内装有两个金属片，一个是固定不动的静触片，另一个是由双金属片制成的 U 形动触片，动、静触片之间留有小缝隙，形成两个电极。图 1612启动器的主要作用是在开关闭合后，利用氖管的辉光放电，通过动、静触片的接通和断开过程，使镇流器产生瞬时高电压。2对镇流器工作原理的认识镇流器是一个带铁芯的线圈，其自感系数很大。镇流器在日光灯启动阶段和正常发光阶段，起着不尽相同的作用，具体表现为：(1)在灯管启动时，镇流器能够产生一个高出电源电压很多的瞬时电压，使日光灯内的气体导电，而被点亮
19、。(2)在日光灯启动后，因为日光灯的电阻变得很小，只允许通过不大的电流，否则就会将灯管烧坏。这时加在灯管两端的电压低于电源电压，此要求也是通过镇流器来实现的，镇流器起降压限流作用。1人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、启动器。启动器的构造如图 1613 所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个纸质电容器 C。现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是( )- 10 -图 1613A启动器两脚 A、 B 与启动器座接触不良B电容器 C 断路C电容器 C 击
20、穿而短路D镇流器自感系数 L 太大解析：选 C 由题意知镇流器无故障，故 D 项错误。日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即启动器接通，但不能自动断开，说明电容器 C 短路了，选C。2如图所示，S 为启动器， L 为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是( )解析：选 A 根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可。当动、静触片分离后，选项 B 中灯管和电源断开，选项 B 错误；选项 C 中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项 C 错误；选项 D 中灯丝左、右两端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管
21、气体导电，选项 D 错误。只有 A 项满足发光条件。1(多选)关于线圈自感系数的说法，正确的是( )A自感电动势越大，自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D电感是自感系数的简称解析：选 BCD 自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁芯时，自感系数显著增大，故 A 错误，B、C 正确；同时，自感系数简称为电感，故 D 也正确。- 11 -2(多选)下列说法正确的是( )A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电
22、流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析：选 AC 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，选项 A 正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，由楞次定律可知，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，选项 B 错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，选项 C 正确；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，选项 D 错误。3(多选)如图 1 所示，闭合电路中
23、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( )图 1A灯泡变暗 B灯泡变亮C螺线管缩短 D螺线管变长解析：选 AD 当软铁棒插入螺线管中时，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、D 对。4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，采用双线并绕法，如图 2 所示，其道理是( )图 2A当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消B当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C因电流反向，两股导线中产生
24、的磁通量互相抵消，没有磁通量的变化D以上说法均不对解析：选 C 由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响。5(多选)如图 3 所示的电路中，灯泡 A1、A 2电阻相同，自感线圈 L 的电阻跟灯泡相差- 12 -不大。先接通 S，使电路达到稳定，再断开 S。下列表示通过 A1、A 2的电流随时间变化的关系图像中正确的是( )图 3解析：选 BD S 接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，电路达到稳定，自感作用消失，流过灯 A1的电流如选项 B 所示
25、；S 接通且电路稳定时，流过灯 A2的电流大于流过灯 A1的电流，方向是从左到右，当 S 断开时，线圈 L 产生自感电动势，并与灯 A2组成回路，产生自感电流，使流过灯 A2的电流反向，逐渐减小到零，选项 D 正确。6图 4 所示的是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是( )图 4AS 1接通，S 2、S 3断开，日光灯就能正常发光BS 1、S 2接通，S 3断开，日光灯就能正常发光CS 3断开，接通 S1、S 2后，再断开 S2，日光灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通 S3，日光灯仍能正常发光解析：选 C 当 S1接通，S 2、S 3断开时
26、，仅靠电源电压达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，A 错误；当 S1、S 2接通，S 3断开时，灯丝两端被连通，日光灯不能发光，B 错误；当日光灯正常发光后，再接通 S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，D 错误；只有当 S1、S 2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开 S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和电源电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，C 正确。7在如图 5 所示的电路中， L 为电阻很小的线圈，G 1和 G2为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表。当开关 S 闭合时，电流表 G1、G 2的指针都偏向右方，那么当断开开关 S 时，将出现的现象是( )-
27、13 -图 5AG 1和 G2的指针都立即回到零点BG 1的指针立即回到零点，而 G2的指针缓慢地回到零点CG 1的指针缓慢地回到零点，而 G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点DG 2的指针缓慢地回到零点，而 G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点解析：选 D 根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏。当开关 S 断开的瞬间，G 1中原电流立即消失，而对于 G2所在支路，由于线圈 L 的自感作用，电流不会立即消失，自感电流沿 L、G 2、G 1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即 G2中的电流按原方向自右向左逐渐减
28、为零，此时G1中的电流和原电流方向相反，变为自左向右，且与 G2中的电流同时缓慢减为零，故选项 D正确。8如图 6 所示的电路， L 是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片 P 从 A 端迅速滑向 B 端的过程中，经过 AB 中点 C 时通过线圈的电流为 I1； P 从 B 端迅速滑向 A 端的过程中，经过 C 点时通过线圈的电流为 I2； P 固定在 C 点不动，达到稳定时通过线圈的电流为 I0，则( )图 6A I1 I2 I0 B I1I0I2C I1 I2I0 D I1I0I2解析：选 D 当滑动片从 A 端迅速滑向 B 端时，总电阻减小，总电流增大， L 产生的自感电动势阻碍电流
29、增大，自感电流方向与原电流方向相反，故 I1比 P 稳定在 C 点的电流 I0小；当 P 从 B 端迅速滑向 A 端时，总电流在减小， L 产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流方向相同，故 I2大于 P 稳定在 C 点时的电流 I0。故 D 正确。9(多选)如图 7 所示， E 为电池， L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是( )- 14 -图 7A刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D 2的电流大小相等B刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D 2的电流大小不相等C闭合开
30、关 S，电路达到稳定时，D 1熄灭，D 2比原来更亮D闭合开关 S，电路达到稳定时，再将 S 断开的瞬间，D 2立即熄灭，D 1闪亮一下后熄灭解析：选 ACD 由于线圈的电阻可忽略不计，且自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过 D1、D 2的电流大小相等，选项 A 正确，B错误。闭合开关 S，电路达到稳定时线圈短路，D 1中电流为零，回路中的总电阻减小，总电流增大，D 2比原来更亮，选项 C 正确。闭合开关 S，电路达到稳定时，再将 S 断开的瞬间，D2立即熄灭，线圈和 D1形成闭合回路，D 1闪亮一下后熄灭，选项 D 正确。10(多选)某同学设计的家庭
31、电路保护装置如图 8 所示，铁芯左侧线圈 L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈 L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关 K，从而切断家庭电路。仅考虑 L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )图 8A家庭电路正常工作时， L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时， L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关 K 将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关 K 将被电磁铁吸起解析：选 ABD 当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以 L2中的磁通量为零，选项
32、 A 正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，故 L2中的磁通量还是零，即 L2中的磁通量不变，选项 B 正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反， L2中的磁通量还是零， L2不产生感应电流，开关 K 不会被电磁铁吸起，选项 C 错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不相等， L2中的磁通量发生变化， L2中产生感应电流，开关 K 被电磁铁吸起，选项 D 正确。11两平行金属直导轨水平置于匀强磁场中，导轨所在平面与磁场垂直，导轨右端接两个规
33、格相同的小灯泡及一直流电阻可以不计的自感线圈。如图 9 所示，当金属棒 ab 正在直导轨上向右运动时，发现灯泡 L1比灯泡 L2更亮一些。试分析金属棒的运动情况。(导轨及金- 15 -属棒电阻不计)图 9解析：L 2与 L1和自感线圈并联，两支路电压相等，而 L1较亮，说明 L1上的电压大于 L2支路电压，可以判定线圈中存在自感电动势，且方向与回路电流方向相同，所以回路中电流正在减小，即 ab 正在做减速运动。答案：见解析12如图 10 所示，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 R160 ，定值电阻 R20 ， A、 B 间的电压
34、 U60 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t11010 3 s 时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流 I 随时间 t 变化的图线如图乙所示。(1)求出线圈 L 的电阻 RL；(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？(3)在 t21610 3 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？图 10解析：(1)由题图可知，开关 S 闭合电路稳定时流过线圈 L 的电流 I015 A。由欧姆定律得 I0 ，解得 RL R20 。URL R UI0(2)断开开关后，线圈 L、电阻 R 和电灯构成一闭合回路，由自感现象规律可知，电灯中的电流方向向左。(3)由题图可知， t21610 3 s 时刻线圈 L 中的电流 I03 A。此时线圈 L 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得E I(RL R R1)03(202060)V30 V。答案：(1)20 (2)电灯中的电流方向向左 (3)30 V- 16 -
