Question

【題目】張老師在課堂上演示了如圖所示的實驗，電源電動勢為，人兩手間電阻設為，L為自感系數很大的電感線圈當開關和都閉合穩定時，電流表、的示數分別為和當斷開，閉合，電路穩定時電流表、的示數都為實驗前先將兩開關都斷開．

（1）以下操作能使人有觸電感覺的是______

A.先將和閉合，穩定后再突然斷開

B.先將和閉合，穩定后再突然斷開

C.保持斷開，先閉合，穩定后再突然斷開

D.由于電源電動勢只有，無論怎樣操作都不會使人有觸電的感覺．

（2）任意操作兩開關，有可能燒壞的是______

A.電流表電流表小燈泡所有儀器都不會燒壞

（3）保持斷開，先閉合待穩定后突然打開，此時A、B兩點中電勢較高的點是______ 點，A、B間瞬時電壓的最大值為______ kV．

Answer 1

【答案】C； C；A；100

【解析】

（1）當開關閉合后，電感線圈與同學們并聯，由于電源為1.5V的新干電池，所以電流很小．當斷開時，電感線圈電流發生變化，導致電感線圈產生很強的電動勢，從而使同學們有觸電的感覺．
（2）任意操作兩開關，會出現較強的感應電動勢，小燈泡最有可能燒壞；
（3）根據線圈阻礙電流的變化，結合電流的方向，即可求解電勢的高低，再根據歐姆定律，即可求解瞬時最大值電壓．

（1）當開關S1和S2都閉合穩定時，電流表A1、A2的示數分別為0.6A和0.4A；電源電動勢為1.5V，人兩手間電阻設為200kΩ，可知流過人體的電流值幾乎可以忽略不計，可知流過燈泡的電流為0.2A，結合歐姆定律可知，燈泡的電阻值為線圈的電阻值的2倍，小于＝7.5Ω．當電路穩定后再突然斷開S1時，線圈產生自感電動勢，此時人與燈泡并聯，由于燈泡的電阻值小，所以流過燈泡的電流值比較大，則線圈的電流變化率比較小．根據自感電動勢的公式可知，線圈產生的自感電動勢就比較小，人不能產生觸電的感覺．故A錯誤；先將S1和S2閉合，穩定后再突然斷開S2時，對線圈的回路沒有影響，線圈不產生比較大的自感電動勢．故B錯誤；保持S2斷開，當開關閉合后，電感線圈與同學們并聯，由于電源為1.5V的新干電池，所以流過人的電流很小．當斷開S1時，線圈與人串聯，由于電感線圈電流天然變小到幾乎等于0，根據自感電動勢的公式可知能夠產生很高的瞬間電壓，通過同學們身體有觸電的感覺．故C正確，D錯誤；故選C.
（2）由電路圖可知，任意操作兩開關，會導致線圈中產生很高的感應電動勢，則小燈泡最有可能燒壞，故C正確，ABD錯誤；故選C.
（3）保持S2斷開，先閉合S1待穩定后突然打開S1，因電流的減小，導致感應電動勢，從而阻礙電流的減小，則線圈相當于瞬間電源的作用，此時A、B兩點中電勢較高的點A．當突然打開S1，經過人的電流為0.5A，而人的電阻為200kΩ，由歐姆定律，可知，U=IR=0.5×200KV=100KV；