高中物理 第一章 电磁感应 6 自感学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

6自感[目标定位]1.知道自感现象.观察通电自感和断电自感实验现象，了解自感现象中自感电动势的作用.2.理解自感系数和自感系数的决定因素.3.了解日光灯的构造及工作原理.一、自感现象1.定义：由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象，叫做自感.在自感现象中产生的电动势叫做自感电动势.图12.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小.实验1：演示通电自感现象实验电路如图1所示，开关S接通时，可以看到灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的.实验2：演示断电自感现象.图2实验电路如图2所示，线圈L的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭.深度思考在断电自感现象中，电流减小时，自感线圈中的电流大小一定小于原先所通过电流的大小，为什么灯泡有时闪亮一下再熄灭？答案断电自感时，自感线圈中的电流大小一定小于原先所通过电流的大小，但是可能会大于灯泡中的电流，所以灯泡会闪亮一下再熄灭.例1如图3所示，电路中电源的内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是()图3A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭解析本题考查通电自感现象的分析，关键是要知道纯电感线圈在电路稳定前后的作用：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错；稳定后，由于与B灯连接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．答案B分析通电自感需抓住三点：1通电瞬间自感线圈处相当于断路；2电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值；3电流稳定时自感线圈相当于导体.例2如图4(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()图4A.在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗B.在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C.在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗D.在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗解析在电路(a)中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，流过灯A的电流逐渐减小，从而灯A只能渐渐变暗.在电路(b)中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不再给灯泡供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A将先变得更亮，然后渐渐变暗，故A、D正确.答案AD针对训练如图5所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是()图5答案B解析在t＝0时刻闭合开关S，由于线圈L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源输出电流较大，路端电压较低.在t＝t1时刻断开S，线圈L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中正确的是B.1断电时，自感线圈处相当于电源，其电流逐渐减小，不会发生突变.2断电时，灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小的关系.若断电前自感线圈电流IL大于灯泡的电流ID则灯泡会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL小于或等于灯泡中的电流ID则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭.3要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.二、自感系数1.自感电动势的大小和自感系数(1)自感电动势EL跟电流的变化率成正比.公式EL＝L.式中比例系数L叫做线圈的自感系数，简称自感或电感.(2)自感系数：单位：亨利，符号：H.1mH＝10－3_H，1μH＝10－6_H.2.自感系数的决定因素：与线圈的形状、体积、匝数，以及是否有铁芯等因素有关.例3关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()A.线...