1.6 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用

1、第六節(jié)自感現(xiàn)象及其應(yīng)用第六節(jié)自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 、線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是什么？、線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是什么？ 、楞次定律的另一種表述告訴了我們什么？、楞次定律的另一種表述告訴了我們什么？ 思考探究：思考探究： 線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化。線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化。 【演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)1】通電通電自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。 現(xiàn)象：在閉合開(kāi)關(guān)現(xiàn)象：在閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，燈的瞬間，燈2立刻正常光而立刻正常光而 燈燈1卻是逐漸從暗到明，要比燈卻是逐漸從暗到明，要比燈1遲一段時(shí)間正常遲一段時(shí)間正常 發(fā)光發(fā)光 分析：分析： 由于線(xiàn)圈由于線(xiàn)圈L L自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng)自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)

2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙磁通量的增加，電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙磁通量的增加， 即原來(lái)所加電壓相反，（反電動(dòng)勢(shì)）阻礙線(xiàn)圈中電流即原來(lái)所加電壓相反，（反電動(dòng)勢(shì)）阻礙線(xiàn)圈中電流 的增加，故通過(guò)與線(xiàn)圈串聯(lián)的燈泡的電流不能立即增的增加，故通過(guò)與線(xiàn)圈串聯(lián)的燈泡的電流不能立即增 大到最大值，它的亮度只能慢慢增加大到最大值，它的亮度只能慢慢增加 (一一)、自感現(xiàn)象：自感現(xiàn)象： 【演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)2】斷電斷電自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。 現(xiàn)象現(xiàn)象:開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈泡不是立即熄開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈泡不是立即熄 滅，而是先閃亮一下，然后熄滅。滅，而是先閃亮一下，然后熄滅。 I I I I 分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，流

3、經(jīng)線(xiàn)圈的電流會(huì)逐漸減小，斷開(kāi)時(shí)，流經(jīng)線(xiàn)圈的電流會(huì)逐漸減小， 進(jìn)而導(dǎo)致線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化，由楞次定律可知線(xiàn)圈進(jìn)而導(dǎo)致線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化，由楞次定律可知線(xiàn)圈 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與其原電流方向一致的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與其原電流方向一致的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)線(xiàn) 圈相當(dāng)于一個(gè)電源并且與燈泡構(gòu)成一個(gè)閉合的回路，為圈相當(dāng)于一個(gè)電源并且與燈泡構(gòu)成一個(gè)閉合的回路，為 燈泡提供電流。閉合開(kāi)關(guān)前若流經(jīng)線(xiàn)圈的電流大于燈泡燈泡提供電流。閉合開(kāi)關(guān)前若流經(jīng)線(xiàn)圈的電流大于燈泡 的電流，則的電流，則在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，通過(guò)燈泡的電流會(huì)瞬間在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，通過(guò)燈泡的電流會(huì)瞬間 增大，燈泡會(huì)閃亮一下再逐漸熄滅。反之，通過(guò)燈泡的增

4、大，燈泡會(huì)閃亮一下再逐漸熄滅。反之，通過(guò)燈泡的 電流減小，燈泡逐漸熄滅，燈泡不會(huì)閃亮一下。電流減小，燈泡逐漸熄滅，燈泡不會(huì)閃亮一下。 歸納總結(jié)：歸納總結(jié)：當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體 本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙 導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的這種由于導(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，電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做叫做自自 感現(xiàn)象。感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做 自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)。 一、自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象 二、二

5、、自感系數(shù)自感系數(shù)L 1、自感電動(dòng)勢(shì)的大小、自感電動(dòng)勢(shì)的大?。?自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小一自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小一 樣，跟穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。樣，跟穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。 2、自感系數(shù)：、自感系數(shù)：L稱(chēng)為線(xiàn)圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)為線(xiàn)圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng) 自感或電感。自感或電感。L的大小跟線(xiàn)圈的形狀、長(zhǎng)短、的大小跟線(xiàn)圈的形狀、長(zhǎng)短、 匝數(shù)、有無(wú)鐵芯有關(guān)。匝數(shù)、有無(wú)鐵芯有關(guān)。 單位：亨利單位：亨利(H) 1H=103mH=106H 還跟線(xiàn)圈本身的特性有關(guān)還跟線(xiàn)圈本身的特性有關(guān) 變化變化, 線(xiàn)圈將產(chǎn)生線(xiàn)圈將產(chǎn)生_ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 阻礙電流變化阻礙

6、電流變化 自感系數(shù)：自感系數(shù)：表示線(xiàn)圈阻礙表示線(xiàn)圈阻礙電流變化電流變化的能力的能力 注意：注意：“阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止” 電流原來(lái)怎么變化還是怎么變化，只是變化變慢電流原來(lái)怎么變化還是怎么變化，只是變化變慢 了，即對(duì)電流的變化起延遲作用了，即對(duì)電流的變化起延遲作用. . 2關(guān)于線(xiàn)圈的自感系數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是關(guān)于線(xiàn)圈的自感系數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是 () A線(xiàn)圈中電流變化量越大，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大線(xiàn)圈中電流變化量越大，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大 B線(xiàn)圈中電流變化得越快，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大線(xiàn)圈中電流變化得越快，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大 C若線(xiàn)圈中通入恒定電流，線(xiàn)圈自感系數(shù)為零若線(xiàn)圈中通入恒定電流，線(xiàn)圈

7、自感系數(shù)為零 D不管電流如何變化，線(xiàn)圈的自感系數(shù)不變不管電流如何變化，線(xiàn)圈的自感系數(shù)不變 解析：解析：線(xiàn)圈的自感系數(shù)是由線(xiàn)圈本身的特性決定的，與線(xiàn)圈的自感系數(shù)是由線(xiàn)圈本身的特性決定的，與 線(xiàn)圈是否通電及電流的變化情況無(wú)關(guān)，正確答案為線(xiàn)圈是否通電及電流的變化情況無(wú)關(guān)，正確答案為D。 答案：答案：D 1.接通瞬間，線(xiàn)圈相當(dāng)于斷路，接通瞬間，線(xiàn)圈相當(dāng)于斷路， 流經(jīng)線(xiàn)圈的電流為流經(jīng)線(xiàn)圈的電流為0，而后而后,電流電流 逐漸增大至穩(wěn)定，自感電動(dòng)勢(shì)逐逐漸增大至穩(wěn)定，自感電動(dòng)勢(shì)逐 漸減小至漸減小至0。 2.電流穩(wěn)定時(shí)，線(xiàn)圈相當(dāng)于導(dǎo)電流穩(wěn)定時(shí)，線(xiàn)圈相當(dāng)于導(dǎo) 線(xiàn)線(xiàn),此時(shí)線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)為此時(shí)線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)為0。

8、 1 I 3.斷開(kāi)瞬間，線(xiàn)圈的電流等于閉合時(shí)穩(wěn)定的電流，而斷開(kāi)瞬間，線(xiàn)圈的電流等于閉合時(shí)穩(wěn)定的電流，而 后電流逐漸減小至后電流逐漸減小至0，自感電動(dòng)勢(shì)也逐漸減小至，自感電動(dòng)勢(shì)也逐漸減小至0. 三、發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)回路線(xiàn)圈所具有的性質(zhì)三、發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)回路線(xiàn)圈所具有的性質(zhì) 1 0I 1 I 15 3 5 AA 11 3IIA方向從右到左 1 I 三、發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)回路線(xiàn)圈所具有的性質(zhì)三、發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)回路線(xiàn)圈所具有的性質(zhì) 4.閉合開(kāi)關(guān)前若流經(jīng)線(xiàn)圈的電流閉合開(kāi)關(guān)前若流經(jīng)線(xiàn)圈的電流 大于燈泡大于燈泡2的電流，則的電流，則在斷開(kāi)開(kāi)在斷開(kāi)開(kāi) 關(guān)的瞬間，通過(guò)燈泡關(guān)的瞬間，通過(guò)燈泡2的電流會(huì)的電流會(huì) 瞬間增大

9、，燈泡會(huì)閃亮一下再逐瞬間增大，燈泡會(huì)閃亮一下再逐 漸熄滅。反之，通過(guò)燈泡的電流漸熄滅。反之，通過(guò)燈泡的電流 減小，燈泡逐漸熄滅，燈泡不會(huì)減小，燈泡逐漸熄滅，燈泡不會(huì) 閃亮一下。閃亮一下。 1如圖如圖162所示電路中有所示電路中有L1和和L2兩個(gè)兩個(gè) 完全相同的燈泡，線(xiàn)圈完全相同的燈泡，線(xiàn)圈L的電阻忽略不計(jì)，的電阻忽略不計(jì)， 下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是() A閉合閉合S時(shí)，時(shí)，L2先亮，先亮，L1后亮，最后一樣亮后亮，最后一樣亮 B斷開(kāi)斷開(kāi)S時(shí)，時(shí)，L2立刻熄滅，立刻熄滅，L1過(guò)一會(huì)兒熄滅過(guò)一會(huì)兒熄滅 CL1中的電流始終從中的電流始終從a到到b DL2中的電流始終從中的電流始終從c到到

10、d 圖圖162 解析：解析：閉合閉合S時(shí)，時(shí)，L2中立即有從中立即有從d到到c的電流，先亮，線(xiàn)圈由的電流，先亮，線(xiàn)圈由 于自感作用，線(xiàn)圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于自感作用，線(xiàn)圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì) 原電流大小起到阻礙作用，通過(guò)線(xiàn)圈的電流逐漸增加，所原電流大小起到阻礙作用，通過(guò)線(xiàn)圈的電流逐漸增加，所 以以L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線(xiàn)圈逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線(xiàn)圈L相當(dāng)于導(dǎo)相當(dāng)于導(dǎo) 線(xiàn)，所以線(xiàn)，所以L1、L2一樣亮；斷開(kāi)一樣亮；斷開(kāi)S時(shí)，時(shí)，L2中由電源提供的電流中由電源提供的電流 瞬間消失，但是瞬間消失，但是L中的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小，中

11、的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小， 方向不變，該電流與方向不變，該電流與L1形成回路，因此形成回路，因此L1、L2將過(guò)一會(huì)兒將過(guò)一會(huì)兒 同時(shí)熄滅。同時(shí)熄滅。L1中的電流始終由中的電流始終由b到到a，L2中的電流先由中的電流先由d到到c， 后由后由c到到d。故正確答案為。故正確答案為A。 答案：答案：A 例例1如圖如圖163所示電路，所示電路，L1和和L2 是兩個(gè)相同的燈泡，是兩個(gè)相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng) 大的線(xiàn)圈，其直流電阻與大的線(xiàn)圈，其直流電阻與R相同。由于存在相同。由于存在 自感現(xiàn)象，在開(kāi)關(guān)自感現(xiàn)象，在開(kāi)關(guān)S接通和斷開(kāi)時(shí)，燈泡接通和斷開(kāi)時(shí)，燈泡L1 和和L2先后

12、亮暗的次序是先后亮暗的次序是() A接通時(shí)接通時(shí)L1先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)L1后滅后滅 B接通時(shí)接通時(shí)L2先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)L2后滅后滅 C接通時(shí)接通時(shí)L1先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)L1先滅先滅 D接通時(shí)接通時(shí)L2先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)L2先滅先滅 圖圖163 解析解析電流發(fā)生變化時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)將阻礙電流的變電流發(fā)生變化時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)將阻礙電流的變 化，根據(jù)電流的變化來(lái)分析電路中燈的明暗情況。當(dāng)化，根據(jù)電流的變化來(lái)分析電路中燈的明暗情況。當(dāng)S接通接通 時(shí)，時(shí)，L1和和L2應(yīng)該同時(shí)亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過(guò)線(xiàn)圈應(yīng)該同時(shí)亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過(guò)線(xiàn)圈

13、 的電流由零變大時(shí)，線(xiàn)圈上將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的的電流由零變大時(shí)，線(xiàn)圈上將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的 增加，所以開(kāi)始的瞬間電流幾乎全部從增加，所以開(kāi)始的瞬間電流幾乎全部從L1通過(guò)，而該電流又通過(guò)，而該電流又 將同時(shí)分別通過(guò)將同時(shí)分別通過(guò)L2和和R，所以，所以L1先達(dá)最亮，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間穩(wěn)先達(dá)最亮，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間穩(wěn) 定后，定后，L1和和L2達(dá)到一樣亮。當(dāng)開(kāi)關(guān)達(dá)到一樣亮。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電源電流立即斷開(kāi)時(shí)，電源電流立即 為零，因此為零，因此L2立即熄滅，而對(duì)于立即熄滅，而對(duì)于L1，由于通過(guò)線(xiàn)圈的電流突，由于通過(guò)線(xiàn)圈的電流突 然減弱，線(xiàn)圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，使線(xiàn)圈然減弱，線(xiàn)圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，使線(xiàn)圈

14、L和和L1組成的閉合組成的閉合 回路中有感應(yīng)電流，所以回路中有感應(yīng)電流，所以L1后滅。后滅。 答案答案A 三、三、自感現(xiàn)象的防止及應(yīng)用：自感現(xiàn)象的防止及應(yīng)用： 日光燈的構(gòu)造日光燈的構(gòu)造 1、日光燈原理（、日光燈原理（應(yīng)用應(yīng)用） 鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用是自感系數(shù)很大的帶是自感系數(shù)很大的帶 鐵心的線(xiàn)圈，啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)鐵心的線(xiàn)圈，啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn) 燃；燃； 正常工作時(shí)的線(xiàn)圈起降壓限制電流作用，正常工作時(shí)的線(xiàn)圈起降壓限制電流作用， 保護(hù)燈管。保護(hù)燈管。 注意：注意：燈管兩端的燈管兩端的 電壓與鎮(zhèn)流器的電電壓與鎮(zhèn)流器的電 壓之和壓之和不不等于電源等于電源 電壓。電壓。 啟動(dòng)器的作

15、用啟動(dòng)器的作用 自動(dòng)開(kāi)關(guān)可用普通開(kāi)關(guān)或短絕緣導(dǎo)線(xiàn)代替。自動(dòng)開(kāi)關(guān)可用普通開(kāi)關(guān)或短絕緣導(dǎo)線(xiàn)代替。 正常工作時(shí)不起作用，可以去掉。正常工作時(shí)不起作用，可以去掉。 例例2如圖如圖165所示是日光燈的結(jié)所示是日光燈的結(jié) 構(gòu)示意圖，若按圖示的電路連接，關(guān)于日構(gòu)示意圖，若按圖示的電路連接，關(guān)于日 光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是() AS1接通，接通，S2、S3斷開(kāi)，日光燈就能正斷開(kāi)，日光燈就能正 常發(fā)光常發(fā)光 BS1、S2接通，接通，S3斷開(kāi)，日光燈就能正常發(fā)光斷開(kāi)，日光燈就能正常發(fā)光 CS3斷開(kāi)，接通斷開(kāi)，接通S1、S2后，再斷開(kāi)后，再斷開(kāi)S2，日光燈就能正常，日光燈

16、就能正常 發(fā)光發(fā)光 D當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光，日光燈仍能正常發(fā)光 圖圖165 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥正確理解日光燈在啟動(dòng)時(shí)和正常工作時(shí)正確理解日光燈在啟動(dòng)時(shí)和正常工作時(shí) 啟動(dòng)器和鎮(zhèn)流器的作用是解題的關(guān)鍵。啟動(dòng)器和鎮(zhèn)流器的作用是解題的關(guān)鍵。 解析解析當(dāng)當(dāng)S1接通，接通，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電源電壓斷開(kāi)時(shí)，電源電壓200V直直 接加在燈管兩端，達(dá)不到燈管啟動(dòng)的高壓值，日光燈不能接加在燈管兩端，達(dá)不到燈管啟動(dòng)的高壓值，日光燈不能 發(fā)光，選項(xiàng)發(fā)光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 當(dāng)當(dāng)S1、S2接通、接通、S3斷開(kāi)時(shí)，燈絲兩端被短路，電壓為零，斷開(kāi)時(shí)，燈絲兩端被短路，電

17、壓為零， 日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 只有當(dāng)只有當(dāng)S1、S2接通，燈絲被預(yù)熱，發(fā)出電子，再斷開(kāi)接通，燈絲被預(yù)熱，發(fā)出電子，再斷開(kāi)S2， 鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，和原電壓一起加在燈管兩鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，和原電壓一起加在燈管兩 端，使氣體電離，日光燈才能正常發(fā)光，選項(xiàng)端，使氣體電離，日光燈才能正常發(fā)光，選項(xiàng)C正確。正確。 當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，電感線(xiàn)圈被短路，起，電感線(xiàn)圈被短路，起 不到限流降壓作用。日光燈就不能正常發(fā)光，不到限流降壓作用。日光燈就不能正常發(fā)光，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 答案答案C 2(雙選雙選)在如圖在如圖166所示的四個(gè)日光燈的連線(xiàn)圖中，所示的四個(gè)日光燈的連線(xiàn)圖中，S1 為啟動(dòng)器，為啟動(dòng)器，S2為開(kāi)關(guān)，為開(kāi)關(guān)，L為鎮(zhèn)流器。能使日光燈正常發(fā)光為鎮(zhèn)流器。能使日光燈正常發(fā)光 的是的是() 圖圖166 解析：解析：日光燈工作時(shí)，電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、燈絲和啟動(dòng)器構(gòu)日光燈工作時(shí)，電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、燈絲和啟動(dòng)器構(gòu) 成回路，使啟動(dòng)器發(fā)出輝光，相當(dāng)于啟動(dòng)器短路接通，同成回路，使啟動(dòng)器發(fā)出輝光，相當(dāng)于啟動(dòng)器短路接通，同 時(shí)電流加熱燈絲，燈絲發(fā)射電子，鎮(zhèn)流器起控制電流的作時(shí)電流加熱燈絲，燈絲發(fā)射電