高中物理 通电自感和断电自感练习 新人教版选修3-2

通电自感和断电自感
含有线圈的电路，在开关闭合和断开时，通过线圈的电流都会发生变化，线圈中会产生阻碍电流变化的感应电流，我们把开关闭合时的自感现象称为通电自感；把断开开关时的自感现象称为断电自感。

例1 （2010年北京卷）如图1所示的电路中，两个相同的灯泡L 1和L 2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L 1和L 2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为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，正确反映流过L 1的电流i 1、流过L 2的电流i 2随时间
ｔ的变化的图象是（ ）
解析：本题考查通电自感，与滑动变阻器R 串联的L 2，没有自感直接变亮，电流变化图象同A 中图线，CD 错误。

与带铁芯的电感线圈串联的L 1，由于线圈中电流的变化，电感线圈中会产生阻碍电流变化的自感电动势，因此L 1中电流逐渐变大，选项B 正确。

点评：本题是典型的通电自感现象，其现象是在S 闭合的瞬间，与滑动变阻器R 串联的L 2，因为没有自感直接变亮；而与电感线圈串联的L 1，由于通过线圈的电流突然增大，电感线圈中会产生阻碍电流变化的自感电动势，因此L 1中电流逐渐变大。

例2 （2010年江苏卷）如图2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t =0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t=t 1时刻断开S,下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图象中，正确的是（ ）
解析：本题是典型的断电自感问题，开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，流过线圈和电阻R 的电流逐渐增大，因此干路电流也是逐渐增大，故电路的路端电压在开关闭合时先是减小，后达到稳定；开关闭合一端时间后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，并且与灯泡D 形成回路，灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到0，另外，由于电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值，使得流过灯泡的电流在开关断开的瞬间突然减小，所以本
S 图1 L 1 L 2
L
R t
i 1 I O
t
t
i 1
I O
t
t
I 2
I O
t
t
I 2
O t
-I
A
B
C
D
图2
题选B。

注意：在自感现象中，线圈的阻碍作用，类似于把线圈看做一个阻值逐渐减小直至为零的电阻。

本题中，在开关闭合时，线圈的自感阻碍作用类似于把线圈看做一个阻值逐渐减小直至为零的电阻，此过程中并联电路电阻逐渐减小，电压
U逐渐减小。

A B
牛刀小试如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬
间，通过电灯的电流方向是__________．当S切断瞬间，通过电灯的电流方向是__________．【参考答案：A→B；B→A】
思考题如果把例3改为“电阻R的阻值小于灯泡D的阻值”，其他条件不变，试画出U AB—t图象。