2018版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.2自感学案鲁科版选修3_.pdf
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1、第 3 讲 自 感第 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 ILIA1A1猛然亮一下再逐渐熄灭 ILIA1A1由原来亮度逐渐熄灭 ILIA1A1先立即变暗一些再逐渐熄灭 A2立刻熄灭 线圈中的电流在 原来电流值基础 上逐渐减小 (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
2、, 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
3、称亨,符号是 H.常用的较小单位有 mH 和H. 1mH103H,1H106H. 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 1 AS 闭合的瞬间,A、B 同时发光,接着 A 变暗,B 更亮,最后 A 熄灭 BS 闭合瞬间,A 不亮,B 立即亮 CS 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,
4、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
5、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 2 A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
6、 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
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