高中物理魯科版2第二章楞次定律和自感現(xiàn)象第二節(jié)自感 2023版第2章第2節(jié)自感

第2節(jié)自感學(xué)習目標知識脈絡(luò)1.了解自感現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，會分析自感現(xiàn)象．(難點)2．理解自感電動勢在自感現(xiàn)象中的作用．(重點)3．知道自感系數(shù)由哪些因素決定，知道它的單位．4．理解在自感現(xiàn)象中能量形式的轉(zhuǎn)化情況．自感現(xiàn)象自感電動勢[先填空]1．自感現(xiàn)象：由導(dǎo)體自身電流變化，所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．自感電動勢定義由導(dǎo)體自身電流變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向原電流增大時，與原電流相反，原電流減小時，與原電流相同作用阻礙自身電流發(fā)生變化大小E＝Leq\f(ΔI,Δt)，與電流變化率成正比[再判斷]1．自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(√)2．當線圈中有電流時，線圈中就有自感電動勢．(×)3．當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反．(×)[后思考]大城市的無軌電車在行駛的過程中，由于車身顛簸，有可能使車頂上的電弓瞬間脫離電網(wǎng)線，這時可以看到電火花閃現(xiàn)．試說明產(chǎn)生電火花的原因是什么？【提示】電弓脫離電網(wǎng)線的瞬間電流減小，所產(chǎn)生的自感電動勢很大，在電弓與電網(wǎng)線的空隙產(chǎn)生電火花．[合作探討]如圖2－2－1所示，A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡，①S閉合時，發(fā)現(xiàn)A1比A2亮得晚；②S斷開時，兩燈泡都亮一會再熄滅．圖2－2－1探討1：為什么會出現(xiàn)上述①中的現(xiàn)象？【提示】開關(guān)閉合時，電流從0開始增加，線圈L中的磁通量發(fā)生變化形成感應(yīng)電流，阻礙線圈中電流的增加，推遲了電流達到正常值的時間，故A1比A2亮得晚．探討2：S斷開時為什么出現(xiàn)②中的現(xiàn)象？【提示】S斷開時，電流開始減小，線圈中磁通量也發(fā)生變化，同樣推遲電流的減小時間，此時L相當于電源，回路中的A1、A2都亮一會再熄滅．探討3：①②兩種現(xiàn)象中，流過A1、A2的電流方向一樣嗎？【提示】A1中電流方向不變，A2中電流方向相反．[核心點擊]在處理通斷電燈泡亮度變化問題時，不能一味套用結(jié)論，如通電時逐漸變亮，斷電時逐漸變暗，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．與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然變大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定斷電時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、I2①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗②若I2>I1，燈炮閃亮后逐漸變暗兩種情況燈泡電流方向均改變1．(多選)如圖2－2－2所示，燈LA、LB完全相同，帶鐵芯的線圈L的電阻可忽略．則()圖2－2－2A．S閉合的瞬間，LA、LB同時發(fā)光，接著LA熄滅，LB更亮B．S閉合的瞬間，LA不亮，LB立即亮C．S閉合的瞬間，LA、LB都不立即亮D．穩(wěn)定后斷開S的瞬間，LB立即熄滅，LA先亮一下再熄滅【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)生的自感電動勢阻礙電流增大．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，故LA、LB會同時亮．又由于L中電流很快穩(wěn)定，感應(yīng)電動勢很快消失，對LA起到“短路”作用，因此，LA便熄滅．這時電路的總電阻比剛接通時小，由恒定電流知識可知LB會比以前更亮．故選項A正確．斷開S的瞬間，線圈L產(chǎn)生自感電動勢，在L、LA回路中產(chǎn)生自感電流，所以LA先亮一下再熄滅；LB在S斷開的瞬間處于斷路狀態(tài)，電流立即變?yōu)榱?，所以LB熄滅．【答案】AD2．(多選)如圖2－2－3所示，電路甲、乙中電阻R和自感線圈L的電阻都很?。油ㄩ_關(guān)S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()【導(dǎo)學(xué)號：05002035】甲乙圖2－2－3A．在電路甲中，斷開S，A將漸漸變暗B．在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗D．在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗【解析】甲圖中，燈泡A與線圈L在同一支路，通過它們的電流相同，IA＝IL；斷開開關(guān)S時，A、L、R組成回路；由于自感作用，回路中電流由IL逐漸減小，燈泡A不會閃亮，將逐漸變暗，故A正確，B錯誤．乙圖中，電路穩(wěn)定時，通過上支路的電流IL>IA(因L的電阻很小)；斷開開關(guān)S時，由于L的自感作用，回路中的自感電流在IL的基礎(chǔ)上減小，電流反向通過燈泡A的瞬間，燈泡A中電流變大，然后逐漸變小，所以燈泡A閃亮一下，然后逐漸變暗，故C錯誤，D正確．【答案】AD自感電動勢的作用在通電自感現(xiàn)象中，線圈L相當于阻值逐漸減小的“電阻”；在斷電自感現(xiàn)象中，線圈L相當于電動勢逐漸減小的“電源”．在斷電自感中要判斷某一個小燈泡是否會閃亮一下再熄滅，一是看是否能組成臨時回路，二是看此時通過小燈泡的電流比斷開前大還是小．自感系數(shù)[先填空]自感系數(shù)物理意義表征產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)的大小大小決定因素線圈形狀、橫截面積、長短、匝數(shù)、鐵芯等單位亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH)[再判斷]1．線圈的自感系數(shù)大，其電阻一定大．(×)2．不管電流如何變化，線圈的自感系數(shù)不變．(√)3．產(chǎn)生的自感電動勢較大，說明自感系數(shù)較大．(×)[后思考]照明用電燈泡內(nèi)有螺旋狀燈絲，且用的是交流電，開燈、關(guān)燈時，你發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象了嗎？請給予解釋．【提示】照明用交流電，開、關(guān)燈時燈絲內(nèi)電流會發(fā)生變化，會有自感現(xiàn)象發(fā)生，只是由于燈絲的自感系數(shù)太小，自感現(xiàn)象不明顯，使我們并沒有發(fā)現(xiàn)．[合作探討]探討1：線圈中電流變化越快，自感系數(shù)如何變化？【提示】不變探討2：把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數(shù)如何變化？【提示】減小[核心點擊]自感系數(shù)L線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定的，與是否通電及電流的大小無關(guān)．具體地說，是由線圈截面的粗細、線圈的長短、匝數(shù)的密集程度(即單位長度的匝數(shù))以及線圈內(nèi)部是否存在鐵芯等因素共同決定的．且線圈越長、匝數(shù)越多、越密、橫截面積越大，以及有鐵芯時，線圈的自感系數(shù)就越大．3．(多選)通過一個線圈的電流在均勻增大時，這個線圈的().【導(dǎo)學(xué)號：05002036】A．自感系數(shù)也將均勻增大B．自感電動勢也將均勻增大C．磁通量也將均勻增大D．自感系數(shù)和自感電動勢不變【解析】線圈的磁通量與電流大小有關(guān)，電流增大，磁通量增大，故C項正確；而自感系數(shù)由線圈本身決定，與電流大小無關(guān)；自感電動勢EL＝Leq\f(ΔI,Δt)，與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān)，對于給定的線圈，L一定，已知電流均勻增大，說明電流變化率恒定，故自感電動勢不變，D項正確．【答案】CD4．下列單位關(guān)系不正確的是()A．1亨＝1歐·秒 B．1亨＝1伏·安/秒C．1伏＝1韋/秒 D．1伏＝1亨·