第10點(diǎn) 自感現(xiàn)象的分析技巧
在求解有關(guān)自感現(xiàn)象的問(wèn)題時(shí),必須弄清電感線圈的工作原理和特點(diǎn),這樣才能把握好切入點(diǎn)和分析順序,從而得到正確答案.
1.自感現(xiàn)象的原理
當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體線圈中的電流變化時(shí),其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之發(fā)生變化.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生阻礙其自身電流變化的自感電動(dòng)勢(shì).
2.自感現(xiàn)象的特點(diǎn)
(1)自感電動(dòng)勢(shì)只是阻礙自身電流變化,但不能阻止.
(2)自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟自身電流變化的快慢有關(guān).電流變化越快,自感電動(dòng)勢(shì)越大.
(3)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流變化的結(jié)果,會(huì)給其他電路元件的電流產(chǎn)生影響.
①電流增大時(shí),產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),阻礙電流增大,此時(shí)線圈相當(dāng)于一個(gè)阻值很大的電阻;
②電流減小時(shí),產(chǎn)生與原電流同向的電動(dòng)勢(shì),阻礙電流減小,此時(shí)線圈相當(dāng)于電源.
3.通電自感與斷電自感
自感現(xiàn)象中主要有兩種情況:即通電自感與斷電自感.在分析過(guò)程中,要注意:
(1)通過(guò)自感線圈的電流不能發(fā)生突變,即通電過(guò)程中,電流是逐漸變大;斷電過(guò)程中,電流是逐漸變小,此時(shí)線圈可等效為“電源”,該“電源”與其他電路元件形成回路.
(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問(wèn)題的判斷在于對(duì)電流大小的分析,若斷電后通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)強(qiáng),則燈泡先閃亮后再逐漸熄滅.
對(duì)點(diǎn)例題 (多選)在如圖1所示的電路中,帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián),當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S電路穩(wěn)定后燈A正常發(fā)光.則下列說(shuō)法中正確的是( )
圖1
A.當(dāng)斷開(kāi)S時(shí),燈A立即熄滅
B.當(dāng)斷開(kāi)S時(shí),燈A可能突然閃亮然后逐漸熄滅
C.用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路,當(dāng)斷開(kāi)S時(shí),燈A逐漸熄滅
D.用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開(kāi)S時(shí),燈A突然閃亮然后熄滅
解題指導(dǎo) 在S斷開(kāi)的瞬間,L與A構(gòu)成閉合回路,燈A不會(huì)立即熄滅.關(guān)鍵是“小燈泡在熄滅之前是否閃亮一下”這一點(diǎn)如何確定.根據(jù)P=I2R可知,燈A能否閃亮,取決于S斷開(kāi)的瞬間,流過(guò)A的電流是否更大一些.在斷開(kāi)S的瞬間,燈A中原來(lái)的電流IA立即消失,但燈A和線圈L組成的閉合回路,由于線圈L的自感作用,其中的電流IL不會(huì)立即消失,它還要通過(guò)回路維持短暫的時(shí)間.如果IL>IA,則燈A熄滅之前要閃亮一下;如果IL≤IA,則燈A是逐漸熄滅而不閃亮.至于IL和IA的大小關(guān)系,由RA和RL的大小關(guān)系決定:若RA>RL,則IA<IL,燈將閃亮一下;若RA≤RL,則IA≥IL,燈將逐漸熄滅.用電阻代替線圈,斷開(kāi)S后,燈A會(huì)立即熄滅.
答案 BC
1.如圖2所示的電路中,P、Q為兩相同的燈泡,L的直流電阻不計(jì),則下列說(shuō)法正確的是( )
圖2
A.S斷開(kāi)瞬間,P立即熄滅,Q過(guò)一會(huì)兒才熄滅
B.S接通瞬間,P、Q同時(shí)達(dá)到正常發(fā)光
C.S斷開(kāi)瞬間,通過(guò)P的電流從右向左
D.S斷開(kāi)瞬間,通過(guò)Q的電流與原來(lái)方向相反
答案 C
解析 S接通瞬間,L中電流從0開(kāi)始增大,于是產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的增大.因此Q不會(huì)立即正常發(fā)光,較P要晚些,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤.S斷開(kāi)瞬間,因L的自感作用,通過(guò)P、Q形成的回路的電流逐漸減小為0,通過(guò)P的電流方向從右向左,通過(guò)Q的電流方向與原來(lái)相同,因此,P、Q兩只燈泡會(huì)一起漸漸熄滅.故C項(xiàng)正確,A、D項(xiàng)錯(cuò)誤.