《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

例4 某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图8甲所示的电路，电路两端电压$U$恒定，$A_1、A_2$为完全相同的电流传感器。先闭合开关S得到如图乙所示的$i - t$图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（ ）

A. 闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
B. 图乙中的$a$曲线表示电流传感器$A_2$测得的数据
C. 断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D. $t_1$时刻小灯泡与线圈的电阻相等

答案： 例4 D [闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，自感线圈中电流为零，故A错误；$A_{2}$中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故$A_{2}$中数据应为题图乙中b曲线，故B错误；断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，回路中的电流大小不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误；$t_{1}$时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。]

4. 用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路如图9所示，电源的电动势为$E$，内阻为$r$，自感线圈$L$的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在$t = 0$时刻闭合开关S，经过一段时间后，在$t = t_1$时刻断开开关S。下列关于灯泡D中的电流随时间变化情况的图像可能正确的是（ ）

答案： 跟踪训练
4. B [闭合开关的瞬间，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，随着自感线圈分流作用增大，灯泡中的电流变小，A、D错误；一段时间后，灯泡的电流稳定在某一值上，当断开开关时，自感线圈产生自感电动势，自感线圈中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，并且灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，B正确，C错误。]