Question

7．張老師在課堂上演示了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，人兩手間電阻設(shè)為200kΩ，L為自感系數(shù)很大的電感線圈．當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁和S₂都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A₁、A₂的示數(shù)分別為0.6A和0.4A．當(dāng)斷開(kāi)S₂，閉合S₁，電路穩(wěn)定時(shí)電流表A₁、A₂的示數(shù)都為0.5A．實(shí)驗(yàn)前先將兩開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)．
（1）以下操作能使人有觸電感覺(jué)的是C
A．先將S₁和S₂閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S₁
B．先將S₁和S₂閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S₂
C．保持S₂斷開(kāi)，先閉合S₁，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S₁
D．由于電源電動(dòng)勢(shì)只有1.5V，無(wú)論怎樣操作都不會(huì)使人有觸電的感覺(jué)．
（2）任意操作兩開(kāi)關(guān)，有可能燒壞的是C
A．電流表A₁   B．電流表A₂   C．小燈泡    D．所有儀器都不會(huì)燒壞
（3）保持S₂斷開(kāi)，先閉合S₁待穩(wěn)定后突然打開(kāi)S₁，此時(shí)A、B兩點(diǎn)中電勢(shì)較高的點(diǎn)是A點(diǎn)，A、B間瞬時(shí)電壓的最大值為100kV．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電感線圈與同學(xué)們并聯(lián)，由于電源為1.5V的新干電池，所以電流很小．當(dāng)斷開(kāi)時(shí)，電感線圈電流發(fā)生變化，導(dǎo)致電感線圈產(chǎn)生很強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì)，從而使同學(xué)們有觸電的感覺(jué)．
（2）任意操作兩開(kāi)關(guān)，會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，小燈泡最有可能燒壞；
（3）根據(jù)線圈阻礙電流的變化，結(jié)合電流的方向，即可求解電勢(shì)的高低，再根據(jù)歐姆定律，即可求解瞬時(shí)最大值電壓．

解答 解：（1）A、當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁和S₂都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A₁、A₂的示數(shù)分別為0.6A和0.4A；電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，人兩手間電阻設(shè)為200kΩ可知流過(guò)人體的電流值幾乎可以忽略不計(jì)．可知流過(guò)燈泡的電流為0.2A，結(jié)合歐姆定律可知，燈泡的電阻值為線圈的電阻值的2倍，小于$\frac{1.5}{0.2}=7.5Ω$．
當(dāng)電路穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S₁時(shí)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)人與燈泡并聯(lián)，由于燈泡的電阻值小，所以流過(guò)燈泡的電流值比較大，則線圈的電流變化率比較�。�根據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)的公式可知，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就比較小，人不能產(chǎn)生觸電的感覺(jué)．故A錯(cuò)誤；
B、先將S₁和S₂閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S₂時(shí)，對(duì)線圈的回路沒(méi)有影響，線圈不產(chǎn)生比較大的自感電動(dòng)勢(shì)．故B錯(cuò)誤；
C、保持S₂斷開(kāi)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電感線圈與同學(xué)們并聯(lián)，由于電源為1.5V的新干電池，所以流過(guò)人的電流很�。�當(dāng)斷開(kāi)S₁時(shí)，線圈與人串聯(lián)，由于電感線圈電流天然變小到幾乎等于0，根據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)的公式可知能夠產(chǎn)生很高的瞬間電壓，通過(guò)同學(xué)們身體有觸電的感覺(jué)．故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：C
（2）由電路圖可知，任意操作兩開(kāi)關(guān)，會(huì)導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則小燈泡最有可能燒壞，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C
（3）保持S₂斷開(kāi)，先閉合S₁待穩(wěn)定后突然打開(kāi)S₁，因電流的減小，導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而阻礙電流的減小，則線圈相當(dāng)于瞬間電源的作用，此時(shí)A、B兩點(diǎn)中電勢(shì)較高的點(diǎn)A．
當(dāng)突然打開(kāi)S₁，經(jīng)過(guò)人的電流為0.5A，而人的電阻為200kΩ，由歐姆定律，可知，U=IR=0.5×200KV=100KV；
故答案為：（1）C；（2）C；（3）A，100．

點(diǎn)評(píng) 鎮(zhèn)流器中的線圈在電流發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生很高的電壓，相當(dāng)于瞬間的電源作用；掌握線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的含義，注意感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．