2018-2019版物理新导学笔记选修3-2人教通用版讲义:第四章 电磁感应4.6 Word版含答案.docx
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1、6互感和自感学习目标1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.3.了解自感电动势的表达式EL,知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化一、互感现象1互感:两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感2应用:利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器就是利用互感现象制成的3危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作二、自感现象当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电
2、动势,同样也在它本身激发出感应电动势,这种现象称为自感由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势三、自感电动势与自感系数1自感电动势:EL,其中L是自感系数,简称自感或电感单位:亨利,符号:H.2自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关四、自感现象中磁场的能量1线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源把能量输送给磁场,储存在磁场中2线圈中电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能即学即用1判断下列说法的正误(1)两个线圈相距较近时,可以产生互感现象,相距较远时,不产生互感现象()(2)自感现象中,感应电流一定与原电流方向相反()(3)线圈的自感系数与电流大小无关,与电流的变化率
3、有关()(4)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势()2如图1所示,电路中电源内阻不能忽略,L的自感系数很大,其直流电阻忽略不计,A、B为两个完全相同的灯泡,当S闭合时,A灯_亮,B灯_亮当S断开时,A灯_熄灭,B灯_熄灭(填“立即”或“慢慢”)图1答案慢慢立即慢慢慢慢一、通电自感现象导学探究如图2所示,先闭合S,调节R2使A1、A2的亮度相同,再调节R1,使A1、A2都正常发光,然后断开S.再次闭合S,观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同?根据楞次定律分析现象产生的原因图2答案现象:灯泡A2立即发光,灯泡A1逐渐亮起来原因:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加
4、,为了阻碍磁通量的增加,感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反,则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍了L中电流的增加,即推迟了电流达到稳定值的时间知识深化通电自感现象中,当线圈中的电流增大时,自感电动势的方向与原电流的方向相反,阻碍电流的增大,但不能阻止电流的变化例1(多选)在如图3所示的甲、乙电路中,电阻R和灯泡电阻的阻值相等,自感线圈L的电阻值可认为是0,在接通开关S时,则()图3A在电路甲中,A将渐渐变亮B在电路甲中,A将先变亮,然后渐渐变暗C在电路乙中,A将渐渐变亮D在电路乙中,A将先由亮渐渐变暗,然后熄灭答案AD解析在电路甲中,当接通开关S时,通过与灯泡相连
5、的自感线圈的电流突然增大,由于线圈的自感现象,开始时,自感线圈产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入,流入灯泡的电流很小;后来由于电流的不断流入,通过自感线圈的电流变化逐渐变慢,所以自感线圈的阻碍作用逐渐减小;当流过线圈的电流最大时,自感线圈不再有阻碍作用,所以通过灯泡的电流只能慢慢增大,故选项A正确在电路乙中,当接通开关S时,通过自感线圈的电流突然增大,由于线圈的自感现象,开始时,自感线圈就产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入,流入线圈的电流很小(可认为是0),电路中的电流可以认为都是从灯泡通过的,以后自感线圈的阻碍作用逐渐减小,通过自感线圈的电流逐渐增大,而通过灯泡的电流逐渐减小,直
6、到流过线圈的电流最大时,自感线圈不再有阻碍作用,又因为自感线圈L的电阻值可认为是0,所以灯泡被短路,故选项D正确分析通电自感需抓住三点1通电瞬间自感线圈处相当于断路;2电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用,使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值;3电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为0,相当于导线)二、断电自感现象导学探究如图4所示,先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关图4(1)开关断开前后,流过灯泡的电流方向相同吗?(2)在断开过程中,有时灯泡闪亮一下再熄灭,有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭,请分析上述两种现象发生的原因是什么?答案(1)S闭合时,灯泡A中的电流方向向左,S断开瞬间,灯泡A中的
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