如图16-5-4所示的电路中多匝螺线管线圈的电阻和电池的内阻可以忽略两个电阻的阻值都是R.开关S原来是断开的电路中电流I0=.若合上开关将一个电阻短路于是电路中有自感电

Question

如图 16-5-4 所示的电路中 多匝螺线管线圈的电阻和电池的内阻可以忽略 两个电阻的阻值都是R.开关S原来是断开的 电路中电流I ₀ = .若合上开关 将一个电阻短路 于是电路中有自感电动势产生 此自感电动势(    )

图 16-5-4

A.有阻碍电流的作用 最后电流由I ₀ 减小为零

B.有阻碍电流的作用 最后电流小于I ₀

C.有阻碍电流增大的作用 因而电流保持I ₀ 不变

D.有阻碍电流增大的作用 但电流最后还是要增大到2I ₀

Answer 1

解析:开关闭合时 一个电阻被短路 电路总电阻由2R减小到R 电路中的总电流将由I ₀ 增大到2I ₀ .如果电路中没有螺线管线圈 开关闭合后电流由I ₀ 增大到2I ₀ 的过程所经历的时间很短.

    电路中有多匝螺线管线圈时 闭合S后 在电流增大的过程中 穿过线圈的磁通量在变化(增大) 线圈中要发生电磁感应现象 感应电流的磁场要阻碍磁通量的增大 感应电流的方向与电路中原来的电流方向相反 电路中的电流由I ₀ 增大到2I ₀ 的过程所花的时间要延长;线圈的匝数越多 绕得越密 过程持续的时间越长.这就是自感现象 是由电路中电流变化引起的电磁感应现象 其主要特征是:自感现象总是要延长电流变化的时间.

    可见 本题的正确选项是D.

    从能量转化的过程来看:S闭合后 电路中电流要增大 线圈中磁场要增强 磁场能量也随之增大 这个过程是电能转化为磁场能的过程 线圈的匝数越多、绕得越密，磁场能量增加得越多，过程持续的时间也就越长.

    在本题中自感电流的方向与电路中原来的电流方向相反，其效果是延长了电流由I ₀ 增大到2I ₀ 所花的时间.但是，我们绝对不要因此得出“自感电流的方向总是与电路中原来的电流方向相反”的错误结论.

答案：D