高二物理課件：2.2楞次定律和自感現(xiàn)象第2節(jié)自感

§2.2自感課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握自感現(xiàn)象及自感電動勢的表達(dá)式，能解釋通電自感和斷電自感．2．了解自感系數(shù)的決定因素，了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化，知道自感系數(shù)的單位．重點(diǎn)難點(diǎn)：自感現(xiàn)象的原因及分析．易錯問題：在斷電自感中，錯誤的認(rèn)為與線圈并聯(lián)的燈泡都會閃亮一下．一、自感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它所產(chǎn)生的變化磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同樣也會在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢．這種由于導(dǎo)體本身的

而使自身產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象．基礎(chǔ)知識梳理電流變化在接通或斷開電動機(jī)電路時，在開關(guān)處會產(chǎn)生火花放電，你知道為什么嗎？【思考·提示】電動機(jī)電路是含有線圈的電路，在通電瞬間或斷電瞬間，線圈中就會有電流的巨大變化，此刻會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．思考二、自感電動勢由于自感而產(chǎn)生的

叫做自感電動勢．三、自感系數(shù)自感系數(shù)L簡稱自感或電感，它跟線圈的大小、形狀、圈數(shù)以及是否有

等因素有關(guān)，線圈的橫截面積越

、線圈繞制得越密、匝數(shù)越

，它的自感系數(shù)就越大，另外有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時

．單位：

，符號是H.常用的還有

(mH)和

(μH)，換算關(guān)系是：1H＝

mH＝

μH.感應(yīng)電動勢鐵芯大多大亨利毫亨微亨103

106一、自感電動勢和自感系數(shù)1．自感電動勢(1)作用：總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化，即自感電動勢總要延緩原電流的變化，但不能阻止原電流的變化．(2)方向：當(dāng)原電流增大時，自感電動勢與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢與原電流方向相同．核心要點(diǎn)突破2．自感系數(shù)(1)大?。河删€圈本身特性決定．線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，橫截面積越大，自感系數(shù)越大，加入鐵芯，會使線圈的自感系數(shù)大大增加．(2)單位：亨利(符號H),1H＝103mH＝106μH.(3)物理意義：表征線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量．?dāng)?shù)值上等于通過線圈的電流在1s內(nèi)改變1A時產(chǎn)生的自感電動勢的大小.二、斷電自感和通電自感現(xiàn)象1．?dāng)嚯娮愿腥鐖D2－2－1所示的電路，A1、A2是兩個完全相同的小燈泡，合上開關(guān)調(diào)節(jié)R0，使A1和A2的亮度相同，電路穩(wěn)定后通過線圈的電流為IL，通過小燈泡的電流為IA，在電鍵S斷開的瞬間．圖2－2－1條件現(xiàn)象原因IL>IAA1猛然亮一下再逐漸熄滅熄滅R0為純電阻不產(chǎn)生自感現(xiàn)象，A2立即熄滅．L為自感系數(shù)較大的線圈，斷開S后，L中產(chǎn)生自感電動勢，與A1組成閉合回路，線圈中的電流在原來電流值基礎(chǔ)上逐漸減小IL＝IAA1由原來亮度逐漸熄滅IL<IAA1先立即變暗一些再逐漸熄滅1.產(chǎn)生自感電動勢的效果體現(xiàn)為線圈中電流在原來電流值基礎(chǔ)上逐漸減小，而不是電動勢與線圈兩端電壓相等，自感電動勢可以超出線圈兩端原電壓．2．至于燈泡中的電流是突然變大還是變小(也就是說燈泡是否突然變得更亮一下)，就取決于IL與IA誰大誰小，也就是取決于RL和RA誰大誰小的問題．特別提醒2．通電自感如圖2－2－2所示的電路，兩燈泡規(guī)格相同，接通開關(guān)后調(diào)節(jié)電阻R0，使兩個燈泡亮度相同，然后斷開電路，再次接通瞬間.圖2－2－2條件現(xiàn)象原因S閉合的瞬間A1先亮由于A1支路為純電阻，不產(chǎn)生自感現(xiàn)象A2逐漸變亮最后與A1一樣亮由于L的自感作用阻礙A2支路電流增大，出現(xiàn)“延遲”現(xiàn)象如圖2－2－3所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可忽略，下列說法中正確的是(

)課堂互動講練類型一自感現(xiàn)象分析例1圖2－2－3A．合上開關(guān)S接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B．合上開關(guān)S接通電路時，A1和A2始終一樣亮C．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒才熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A1和A2都要過一會兒才熄滅【思路點(diǎn)撥】當(dāng)電路中電流發(fā)生改變時，線圈L因產(chǎn)生自感而對原電流的變化起阻礙作用．即當(dāng)電流增加時，L就延緩電流的增加，當(dāng)電流減小時，L又延遲電流的減小，便出現(xiàn)了兩燈泡的“異乎尋?！钡谋憩F(xiàn)．【解析】接通電路時，由于線圈的自感作用，A1支路電流增加得慢，因而A1后亮．穩(wěn)定后，線圈的自感作用消失，相當(dāng)于導(dǎo)線，此時A1與A2并聯(lián)，亮度一樣．所以A正確，B錯誤．當(dāng)斷開S時，線圈L、燈A1和A2組成串聯(lián)閉合回路，A1、A2亮度一樣，都將過一會兒才熄滅，故D正確，C錯誤．【答案】

AD【點(diǎn)評】分析此類題型時，一要把握電路結(jié)構(gòu)，二要弄清自感電動勢對原電路的影響，當(dāng)電路突然斷開時，自感電流只是在原電流大小的基礎(chǔ)上逐漸變小到零，決不會超過原電流的大小.故本題中，當(dāng)斷開S時，A1與A2兩燈的亮度不會超過穩(wěn)定時的亮度．1.如圖2－2－4所示電路，L1和L2是兩個相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其直流電阻與R相同，由于存在自感現(xiàn)象，在電鍵S接通和斷開時，燈泡L1和L2亮暗的次序是(

)變式拓展圖2－2－4A．接通時L1先達(dá)最亮，斷開時L1后滅B．接通時L2先達(dá)最亮，斷開時L2后滅C．接通時L1先達(dá)最亮，斷開時L1先滅D．接通時L2先達(dá)最亮，斷開時L2先滅解析：選A.電流發(fā)生變化時，自感電動勢將阻礙電流的變化，根據(jù)電流的變化來分析電路中燈的明暗情況．當(dāng)S接通時，L1和L2應(yīng)該同時亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過線圈的電流由零變大時，線圈上將產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，所以開始的瞬間電流幾乎全部從L1通過，而該電流又將同時分別通過L2和R，所以L1先達(dá)最亮，經(jīng)過一段時間穩(wěn)定后，L1和L2達(dá)到一樣亮．當(dāng)電鍵S斷開時，電源電流立即為零，因此L2立即熄滅，而對于L1，由于通過線圈的電流突然減弱，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，使線圈L和L1組成的閉合回路中有感應(yīng)電流，所以L1后滅．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)不變類型二對自感系數(shù)的認(rèn)識例2【思路點(diǎn)撥】根據(jù)自感系數(shù)的影響因素分析．【解析】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、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)與通入的電流、電流改變量、電流變化率等無關(guān)．【答案】

D【點(diǎn)評】解決有關(guān)線圈的自感系數(shù)的概念性問題