题目
一线圈中的电流为1.0,(A),在1/16,(s)内均匀地减小到零,所产生的自感电动势为4.0,(V),此线圈的自感为[,( ])A. 0.25,(H)B. 0.1,(H)C. 0.5,(H)D. 1.0,(H)
一线圈中的电流为$1.0\,\text{A}$,在$1/16\,\text{s}$内均匀地减小到零,所产生的自感电动势为$4.0\,\text{V}$,此线圈的自感为$[\,\text{ ]}$
A. $0.25\,\text{H}$
B. $0.1\,\text{H}$
C. $0.5\,\text{H}$
D. $1.0\,\text{H}$
题目解答
答案
A. $0.25\,\text{H}$
解析
本题考查自感电动势的计算公式,解题思路是根据自感电动势公式,结合题目所给的电流变化量、时间和自感电动势的值,求出线圈的自感系数。
自感电动势的计算公式为$\varepsilon = L\frac{\vert\Delta I\vert}{\Delta t}$,其中$\varepsilon$是自感电动势,$L$是自感系数,$\Delta I$是电流的变化量,$\Delta t$是电流变化所用的时间。
下面我们来逐步计算:
- 首先明确题目中给出的已知条件:
- 初始电流$I_1 = 1.0\,\text{A}$,最终电流$I_2 = 0\,\text{A}$,所以电流的变化量$\Delta I=\vert I_2 - I_1\vert=\vert0 - 1.0\vert\,\text{A}= 1.0\,\text{A}$。
- 电流变化所用的时间$\Delta t=\frac{1}{16}\,\text{s}$。
- 自感电动势$\varepsilon = 4.0\,\text{V}$。
- 然后将已知条件代入自感电动势公式$\varepsilon = L\frac{\vert\Delta I\vert}{\Delta t}$,求解自感系数$L$:
- 对公式进行变形可得$L=\frac{\varepsilon\Delta t}{\vert\Delta I\vert}$。
- 把$\varepsilon = 4.0\,\text{V}$,$\Delta t=\frac{1}{16}\,\text{s}$,$\vert\Delta I\vert = 1.0\,\text{A}$代入变形后的公式,得到$L=\frac{4.0\times\frac{1}{16}}{1.0}\,\text{H}$。
- 先计算分子部分$4.0\times\frac{1}{16}=0.25$,则$L=\frac{0.25}{1.0}\,\text{H}= 0.25\,\text{H}$。