高中物理 第2章 楞次定律和自感现象 2.2 自感学案 鲁科版选修3-2-鲁科版高二选修3-2物理学案VIP免费

第3讲自感[目标定位]1.了解自感现象及自感现象产生的原因.2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解影响其大小的因素.3.了解自感现象的利弊及其利用和防止．一、自感现象1．实验与探究(1)断电自感实验电路实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同A2立刻熄灭线圈中的电流在原来电流值基础上逐渐减小IL＞IA1A1猛然亮一下再逐渐熄灭IL＝IA1A1由原来亮度逐渐熄灭IL＜IA1A1先立即变暗一些再逐渐熄灭(2)通电自感实验电路实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同S闭合的瞬间A1先亮由于A1支路为纯电阻电路，不产生自感现象A2逐渐变亮，最后与A1一样亮由于L的自感作用阻碍A2支路电流增大，出现“延迟”现象2.定义：由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫自感现象．二、自感电动势1．定义：由导体自身的电流变化所产生的感应电动势叫自感电动势．2．作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用，当电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大；当电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小．三、自感系数1．物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．2．影响因素：线圈的形状、横截面积、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．3．单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH.1mH＝10－3H,1μH＝10－6H.一、对通电自感现象的分析1．通电瞬间通过线圈的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增加，但不能阻止增加．2．通电瞬间自感线圈处相当于断路；电流稳定时，自感线圈相当于导体．3．与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定．例1如图1所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则()图1A．S闭合的瞬间，A、B同时发光，接着A变暗，B更亮，最后A熄灭B．S闭合瞬间，A不亮，B立即亮C．S闭合瞬间，A、B都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，B熄灭，A闪亮一下再熄灭答案AD解析S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过A，所以A、B会同时亮；又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，A逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对A起到“短路”作用，因此A最后熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，B会比以前更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与A组成回路，A要闪亮一下再熄灭，B立即熄灭．二、对断电自感现象的分析1．断电时自感线圈处相当于电源．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，自感线圈电流大小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小于灯泡中的电流ID则灯泡不会出现闪亮，而是逐渐熄灭．3．要注意断电前后通过灯泡的电流方向可能变化．例2如图2(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，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()图2A．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，然后渐渐变暗答案AD解析在电路(a)中，灯泡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，但流过灯泡A的电流仍逐渐减小，从而灯泡A只能渐渐变暗；在电路(b)中，电阻R和灯泡A串联，灯泡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，灯泡A中电流突然变大，灯泡A先变得更亮，然后渐渐变暗．故A、D正确．针对训练如图3所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感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变化的图象中，正确的是()图3答案B解析在t＝0时刻闭合开关S，由于电感L产生自感电动势，阻碍电流...