高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第2節(jié) 自感課件 魯科版選修3-2

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1、第2節(jié)自感 記 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1知道什么是自感現(xiàn)象并理解自感電動(dòng)勢(shì)的作用2知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位3通過分析理解在自感現(xiàn)象中能量形式的轉(zhuǎn)化情況，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁振蕩打下基礎(chǔ) 學(xué) 基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué) 由導(dǎo)體_變化，所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象自身的電流 1定義：由導(dǎo)體_變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2作用：總是_導(dǎo)體自身電流的_3方向：當(dāng)原來電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向_，阻礙電流增大當(dāng)原來電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向_，阻礙電流減小4大?。号c_成正比二、自感電動(dòng)勢(shì)自身電流阻礙變化相反相同電流變化率 1自感系數(shù)L簡稱自感或電感自感系數(shù)是表示導(dǎo)體本身特性的物理量，自感系數(shù)越大

2、，對(duì)電流變化的阻礙作用就越強(qiáng)三、自感系數(shù) 2決定自感系數(shù)L大小的因素線圈的自感系數(shù)跟線圈的_、_、_、_等因素有關(guān)線圈的橫截面積越大，匝數(shù)越多，越密，線圈越長，它的自感系數(shù)_，將_插入線圈，也會(huì)使線圈的自感系數(shù)大大增加3單位：自感系數(shù)的單位是_，簡稱_，符號(hào)是H .常用的較小單位還有_ (mH )和_ (H ).1 H_mH ,1 H_H .形狀橫截面積長短匝數(shù)越大鐵芯亨利亨毫亨微亨103 106 悟 名師指點(diǎn) 1自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2自感電動(dòng)勢(shì)的作用阻礙原電流的變化，而不是阻止，電流仍在變化，只是使原電流的變化

3、時(shí)間變長，即總是起著推遲電流變化的作用3自感電動(dòng)勢(shì)的方向當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同一、對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的進(jìn)一步理解 1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是()A自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒加鐵芯時(shí)要大答案：ACD 在處理通、斷電燈泡亮度變化問題時(shí)，不能一味套用結(jié)論，如通電時(shí)逐漸變亮，斷電時(shí)逐漸變暗，或閃亮一下逐漸變暗，要具體問題具體分析，關(guān)鍵要搞清楚電路連接情況.二、通

4、電自感和斷電自感的理解 與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡斷電時(shí)電流逐漸減小燈泡逐漸變暗電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2若I2I1，逐漸變暗若I2I1，燈泡閃亮后逐漸變暗，兩種情況燈泡電流方向均改變 解析：本題考查了對(duì)通電自感和斷電自感現(xiàn)象的理解，通電瞬間，L中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，與L在同一支路的燈泡L1要逐漸變亮，而L2和電源構(gòu)成回路則立即亮，穩(wěn)定后L1與L2并聯(lián)，兩燈一樣亮斷開開關(guān)瞬間，L中有自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，與L1，L2構(gòu)成回路，所以兩燈都要過一會(huì)才熄滅故正確答案為A、D答案：AD 1自感現(xiàn)象的四個(gè)要點(diǎn)要點(diǎn)一：線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變

5、化要點(diǎn)二：自感電流總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，當(dāng)自感電流是由于原電流的增強(qiáng)引起的(如通電)，自感電流的方向與原電流方向相反；當(dāng)自感電流是由于原電流的減小引起時(shí)(如斷電)，自感電流的方向與原電流方向相同三、對(duì)自感現(xiàn)象的理解 2自感現(xiàn)象的三個(gè)狀態(tài)理想線圈(無直流電阻的線圈)的三個(gè)狀態(tài)分別是指線圈通電瞬間、通電穩(wěn)定狀態(tài)和斷電瞬間在通電開始的瞬間應(yīng)把理想線圈看成斷開，通電穩(wěn)定時(shí)可把理想線圈看成導(dǎo)線或被短路來分析問題，斷電時(shí)理想線圈可視為一瞬間電流源(由于自感電動(dòng)勢(shì))，它可以使閉合電路產(chǎn)生電流 3關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是()A感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù)一

6、定較大C對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感系數(shù)較大D對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大 答案：D 講 典例精析 如圖所示(a)、(b)中，自感線圈L的電阻很小，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，下列說法正確的是() 對(duì)自感現(xiàn)象的分析 A在電路(a)中，斷開S，A將逐漸變暗B在電路(a)中，斷開S，A將先變得更亮，然后逐漸變暗C在電路(b)中，斷開S，A將逐漸變暗D在電路(b)中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗思路點(diǎn)撥：(1)判斷S閉合時(shí)A、L中電流的方向及大小(2)明確S斷開時(shí)由于自感電動(dòng)勢(shì)，L中電流變化情況(3)由L中電流變化情況，根據(jù)A、L的連接關(guān)系

7、，確定燈泡中電流的變化情況 解析：(a)圖中，電燈A與電感線圈L在同一個(gè)支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)S時(shí)，線圈L中的自感電動(dòng)勢(shì)的作用使得支路中的電流瞬間不變，以后漸漸變小，A正確，B錯(cuò)誤(b)圖中，電燈A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小)，斷開開關(guān)S時(shí)，電感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流變小，此瞬間電感線圈中的電流不變，電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源給燈A供電因此反向流過A的電流瞬間要變大，然后逐漸變小，所以燈泡要先更亮一下，然后漸漸變暗答案：AD (1)自感現(xiàn)象的分析思路：明確通過自感線圈的電流怎樣變化(是增大還是減小)判斷自感電動(dòng)勢(shì)方向，電流增強(qiáng)時(shí)(如通電)，自感

8、電動(dòng)勢(shì)方向與電流方向相反；電流減小時(shí)(如斷電)，自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同分析電流變化情況，電流增強(qiáng)時(shí)(如通電)，由于自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反，阻礙增加，電流逐漸增大；電流減小時(shí)(如斷電)，由于自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同，阻礙減小，線圈中電流方向不變，電流逐漸減小 (2)在電路斷開時(shí)，自感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的減小，此時(shí)自感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電源，表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后在此電流基礎(chǔ)上開始緩慢減小到零 解析：S接通的瞬間，L支路中電流從無到有發(fā)生變化，因此，L中產(chǎn)生的自感

9、電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加由于有鐵芯，自感系數(shù)較大，對(duì)電流的阻礙作用也就很強(qiáng)，所以S接通的瞬間L中的電流非常小，即干路中的電流幾乎全部流過LA所以LA、LB會(huì)同時(shí)亮又由于L中電流很快穩(wěn)定，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很快消失，L的阻值很快就變得很小，對(duì)LA起到“短路”作用，因此，LA便熄滅這里電路的總電阻比剛接通時(shí)小，由恒定電流知識(shí)可知，L B會(huì)比以前更亮斷開S時(shí)，通過LA的電流是在原電路中電流的基礎(chǔ)上減小的，LA亮度不可能超過LB原來亮度答案：A 自感電路中電流大小變化的判斷 在進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，要注意：(1)自感線圈的直流電阻為零，那么電路穩(wěn)定時(shí)可認(rèn)為線圈短路；(2)在電流由零增大的瞬間可認(rèn)為線圈斷路；(3)在線圈中

10、產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，但“阻礙”不是“阻止”，“阻礙”實(shí)質(zhì)上是“延緩” 解析：待電路穩(wěn)定后將S1斷開，自感系數(shù)較大的線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，與電燈A構(gòu)成閉合電路，有電流通過A燈，方向?yàn)閎a，S2閉合將B燈和電阻R短路，B燈立即熄滅故只有D正確答案：D 辨 易錯(cuò)疑難 自 感 現(xiàn) 象 中 的 圖 象 問 題 思路點(diǎn)撥：審題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)結(jié)合題目敘述及Ut圖象將過程分為兩個(gè)階段(2)弄清電壓UAB的意義，即反映的是燈泡D兩端的電壓 解析：開關(guān)閉合時(shí)，由于線圈的自感阻礙作用，可看做電阻，線圈電阻逐漸減小，并聯(lián)電路電阻逐漸減小，路端電壓UAB逐漸減??；開關(guān)閉合后再斷開時(shí)，線圈

11、的感應(yīng)電流與原電流方向相同，形成回路，燈泡中的電流方向與原來相反，并逐漸減小到零，路端電壓UAB逐漸減小到零，UAB為負(fù)值A(chǔ)圖象開關(guān)閉合時(shí)，UAB增大，不符合題意，錯(cuò)誤；B圖象電壓UAB的變化規(guī)律符合題意，正確；C圖象的電壓UAB先增大后減小，且方向不變，錯(cuò)誤；D圖象在兩過程中電壓U AB始終為正，不正確答案：B 解決此類問題關(guān)鍵要明確自感線圈的作用，是使其自身的電流不能突變，而是漸變的過程 解析：閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使兩個(gè)燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣，電流為I，說明RLR.若t時(shí)刻再閉合S，流過電感線圈L和燈泡L1的電流迅速增大，使電感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了流過L1的電流i1增大，直

12、至到達(dá)電流為I，故A錯(cuò)誤，B正確；而對(duì)于t時(shí)刻再閉合S，流過燈泡L2的電流i2立即達(dá)到電流為I，故C、D錯(cuò)誤答案：B 練 隨堂演練 1關(guān)于某一線圈的自感系數(shù)，下列說法中正確的是() A線圈中電流變化越大，線圈的自感系數(shù)越大B線圈中電流變化得越快，線圈的自感系數(shù)越大C若線圈中通入恒定電流，線圈自感系數(shù)為零D不管電流如何變化，線圈的自感系數(shù)不變 解析：自感系數(shù)只與線圈本身有關(guān)，而與其他因素?zé)o關(guān)自感系數(shù)是由線圈的本身性質(zhì)(線圈的長度、面積、單位長度上的匝數(shù))和是否插入鐵芯決定的線圈的橫截面積越大，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，它的自感系數(shù)就越大，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯的大得多自感系數(shù)與通

13、入的電流、電流改變量、電流變化率等無關(guān)故正確答案為D答案：D 2一個(gè)線圈的電流在均勻增大，則這個(gè)線圈的()A自感系數(shù)也將均勻增大B自感電動(dòng)勢(shì)也將均勻增大C磁通量的變化率也將均勻增大D自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)都不變解析：自感系數(shù)是描述線圈本身特征的物理量，不隨電流而變，電流均勻變化，則磁通量的變化率和自感電動(dòng)勢(shì)均不變，故D選項(xiàng)正確答案：D 解析：由于采用了雙線繞法，兩根平行導(dǎo)線中的電流反向，它們的磁場相互抵消不論導(dǎo)線中的電流如何變化，線圈中的磁通量始終為零，所以，消除了自感現(xiàn)象的影響答案：C 4如圖所示的電路中A1和A2是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同在開關(guān)S接通和斷

14、開時(shí)，燈泡A1和A2亮暗的順序是()A接通時(shí)A1先達(dá)到最亮，斷開時(shí)A1后滅B接通時(shí)A 2先達(dá)到最亮，斷開時(shí)A1后滅C接通時(shí)A1先達(dá)到最亮，斷開時(shí)A2先滅D接通時(shí)A2先達(dá)到最亮，斷開時(shí)A2先滅 解析：當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)，A1和A2同時(shí)亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過線圈的電流由零變大時(shí)，線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，使通過線圈的電流從零開始慢慢增加，所以開始時(shí)電流幾乎全部從A1通過，而該電流又將同時(shí)分路通過A2和R，所以A1先達(dá)最亮，經(jīng)過一段時(shí)間電路穩(wěn)定后，A1和A2達(dá)到一樣亮；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電源電流立即為零，因此A2立即熄滅，而對(duì)A1，由于通過線圈的電流突然減小，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，使線圈L和A 1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流，所以A1后滅答案：A 謝謝觀看！