Question

5．在如圖所示的電路裝置中，已知小燈泡的電阻R₁=15Ω，線圈直流電阻R₂=10Ω，電池組的電動勢E=4.0V，內(nèi)阻r=2.0Ω．問：
（1）電鍵S閉合，電流達(dá)到穩(wěn)定后，燈泡兩端的電壓多大？通過燈泡和線圈的電流分別多大？
（2）在切斷電源的瞬間，通過燈泡的電流方向怎樣？為什么？

Answer 1

分析 （1）電鍵S閉合，電流達(dá)到穩(wěn)定后，線圈的自感消失，相對于電阻，與燈泡并聯(lián)．先求出并聯(lián)電阻值，然后又閉合電路的歐姆定律即可解答；
（2）迅速斷開開關(guān)S時，燈泡中原來的電流突然消失，線圈中電流逐漸減小，且要與燈泡組成回路．

解答 解：（1）電鍵S閉合，電流達(dá)到穩(wěn)定后，線圈的自感消失，相對于電阻，此時外電阻：${R}_{并}=\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}=\frac{15×10}{15+10}Ω=6$Ω
電路中的電流：$I=\frac{E}{{R}_{并}+r}=\frac{4.0}{6+2.0}A=0.5$A
路端電壓：U=I•R_并=0.5×6V=3.0V
通過燈泡的電流：${I}_{D}=\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{3.0}{15}A=0.2$A
通過線圈的電流：${I}_{L}=\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{3.0}{10}=0.3$A
（2）迅速斷開開關(guān)S時，線圈與燈泡組成回路，燈泡中原來的電流突然消失，線圈中電流逐漸減小，所以通過燈泡的電流方向與原電流的方向相反，是從上向下．
答：（1）電鍵S閉合，電流達(dá)到穩(wěn)定后，燈泡兩端的電壓是3.0V，通過燈泡和線圈的電流分別0.2A和0.3A；
（2）在切斷電源的瞬間，通過燈泡的電流方向從上向下，由于線圈與燈泡組成回路，燈泡中原來的電流突然消失，線圈中電流逐漸減小，所以通過燈泡的電流方向與原電流的方向相反．

點(diǎn)評 自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律同樣適用．