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1、互感和自感教学设计互感和自感学案和课件及练习 第六节互感和自感学案【学习目标】(1)、知道互感现象和互感电动势。(2)、知道自感现象和自感电动势。(3)、知道自感系数。(4)、了解日光灯的工作原理(5)、会敏捷运用公式求感生电动势(6)、会利用自感现象和互感现象说明相关问题【学习重点】自感现象产生的缘由及特点。【学习难点】运用自感学问解决实际问题。【学习方法】探讨法、探究法、试验法【学习用具】变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关,日光灯组件,【学习过程】一、复习旧课,引入新课1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么?2、楞次定律的内容
2、是什么? 二、新课学习问题:在法拉第的试验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流改变时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?(一)互感现象两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流改变时,它所产生的改变的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做,这种感应电动势叫做。利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示。 在电力工程中和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的现象。 (二)、自感现象1、动手做一做试验1:断电自感现象。学生几人一组作试验试验电路如图
3、所示。接通电路,灯泡正常发光后,快速断开开关,可以看到灯泡闪亮一下再渐渐熄灭。问1:灯泡闪亮一下,说明白什么问题?问2:在开关断开这一瞬间,增大的电压从哪里来的。 试验2:将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述试验,这时灯泡不再闪亮。问3:线圈本身并不是电源,它又是如何供应高电压的呢?2、分析现象,建立概念探讨:相互探讨。出示试验电路图,运用已学过的电磁感应的学问来分析试验现象。 问:这个试验中,线圈也发生了电磁感应。那么是什么缘由引起线圈发生电磁感应呢? 问1:开关接通时,线圈中有没有电流? 问2:有电流通过线圈时,线圈会不会产生磁场?依据是什么? 问3:既然线圈产生了磁场,那么就有磁感线穿过线
4、圈,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后,线圈中还有磁通量吗? 问4:所以,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何改变? 问5:穿过线圈的磁通量发生了改变,会发生什么现象? 探讨小结:建立概念:上述现象属于一种特别的电磁感应现象,发生电磁感应的缘由是由于通过导体的电流发生改变而引起磁通量改变。这种电磁感应现象称为。 自感现象:由于发生改变而产生的电磁感应现象。自感电动势:在现象中产生的感应电动势。练习:在试验中,若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的改变图像为图,通过灯泡的电流随时间的改变图像为图;若RL远小于RA,则电键断开前后通过线圈
5、的电流随时间的改变图像为图,通过灯泡的电流图像为图。 答案:A;C;B;D3、演示试验,强化概念试验3:演示通电自感现象。试验电路如图。开关接通时,可以看到,灯泡2马上正常发光,而灯泡1是渐渐亮起来的。问:为什么会出现这种现象呢? 问:为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮,而是使它渐渐变亮呢? 4、综合因素,讲解规律在自感现象中,自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了改变而引起的,而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的改变的。特点:自感电动势总是导体中原来电流的的。详细而言:假如导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。I原,则自(I自)与I原相反假如导体中原来的电流
6、是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。 I原,则自(I自)与I原相同5、分析试验,深化理解试验1称为断电自感现象,试验2称为通电自感现象。那么,在试验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在试验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢?试验2中,假如以很快的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢? 试验1中开关断开了,电源已不再给灯泡供应电能了,灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗? 练习:试验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间改变的图像为图;通过灯泡2的电流随时间改变的图像为图。 答案:C;A(二)、自感系数问:感应电动势的大小跟什么因素有关? 自感电动势的
7、大小跟其它感应电动势的大小一样,跟穿过线圈的磁通量的改变快慢有关。而在自感现象中,穿过线圈的磁通量是由电流引起的,故自感电动势的大小跟导体中电流改变的快慢有关。(阅读教材)理论分析表明:E=。L称为线圈的自感系数,简称自感或。自感表示线圈产生本事大小的物理量。L的大小跟线圈的形态、长短、匝数、有无铁芯有关。单位:亨利(H)1H=mH=H(三)、自感现象的应用日光灯的原理日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和淡薄的自然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿而导电时,灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内的荧
8、光物质在紫外线的照耀下发出可见光,依据不同的须要充以不同的气体,并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。 日光灯的电路图如下图所示: 其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形触片冷却收缩,电路断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端,使水银蒸汽起先放电导通,使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一个电容,它的作用是在动静触片分别时避开产生火花而烧毁,没
9、有电容器,启动器也能正常工作,日光灯启动后,启动器就不须要了。镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。(四)磁场中的能量开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成。【课堂练习】例1、关于自感现象,正确的说法是:A、感应电流肯定和原电流方向相反;B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数肯定较大;C、对于同一线圈,当电流改变越大时,线圈中产生的自感电动势也越大;D、自感电动总是阻碍原来电流改变的。解:D。例2、如图所示,两个电阻的阻值都是R,多
10、匝线圈的电阻和电源内阻均可忽视不计。电键S原来断开,此时电路中的电流为I0=/2R。现将S闭合,于是线圈产生自感电动势,此自感电动势的作用是:A、使电路的电流减小,最终由I0将小到0;B、有阻碍电流增大的作用,最终电流小于I0;C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变;D、有阻碍电流增大的作用,但电流还是增大,最终等于I0。解:D。说明:要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻挡”。当原电流增大时,自感电动势要阻碍电流的增大,但电流最终还是要增大的,只不过增大得慢些(如通电自感试验中所见);当原电流减小时,自感电动势要阻碍电流的减小,但电流最终还是要减小的,只不过减小得慢些(如断电自感试
11、验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。例3、如图所示的电路中,L是一带铁芯的线圈,R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间,两电流表的读数I1、I2的大小关系是:A、接通时I1I2,断开时I1I2;B、接通时I1I2,断开时I1=I2;C、接通时I1I2,断开时I1I2;D、接通时I1=I2,断开时I1I2。解:B。【学习小结】 高三物理教案:互感和自感教学设计 本文题目:高三物理教案:互感和自感 【基础学问回顾】 1. (1)自感现象是 。 (2)自感现象中产生的感应电动势称自感电动势,其大小为E 。 (3) L为 ,它的大小由线圈自身结构特征确定。线圈
12、越 ,单位长度上的匝数越 ,横截面积越 ,它的自感系数越 ,加入铁芯后,会使线圈的自感系数大大 ,自感系数的单位为 。 (4)自感电动势的方向:自感电动势总是 。即:若电路中电流增加,则自感电动势与电流方向 ;若电路中电流削减,则自感电动势与电流方向 。 (5) 自感电动势的作用: 。 2.当两个回路中任一个回路的磁通量改变,就会引起另一回路的 改变,因而出现 的现象。这种作用是相互的,出现感应电动势的线圈同时又对另一线圈供应磁通量,而在另一线圈引起磁通量的改变,而产生 ,故称为 。 3.在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生改变的回路将产生 。该导体或回路就相当于 。 4.在外电路中,电
13、流从 电势流向 电势;在内电路中,电流则从 电势流向 电势。 5.当线圈中的电流随时间改变时,线圈旁边的任何导体中都会产生 ,电流在导体内且形成 ,很象水中的旋涡,因此称为 ,简称涡流。 6 电磁感应中电路问题. 【要点讲练】 例1在如图(a)(b)所示电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯D的电阻,接通开关S,使电路达到稳定,灯泡D发光,则( ) A.在电路(a)中,断开S,D将渐渐变暗 B.在电路(a)中,断开S,D将先变得更亮,然后才变暗 C.在电路(b)中,断开S,D将渐渐变暗 D.在电路(b)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐暗 例2如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行
14、方向飞入MN极板间,若突然发觉电子向M板偏转,则可能是( ) A.电键S闭合瞬间 B.电键S由闭合到断开瞬间 C.电键S是闭合的,变阻器滑片P向左快速滑动 D.电键S是闭合的,变阻器滑片P向右快速滑动 例3L为一自感系数很大的有铁芯的线圈,电压表与线圈并联接入电路,在下列哪种状况下,有可能使电压表损坏(电压表量程为3V) A.开关S闭合的瞬间 B.开关S闭合电路稳定时 C.开关S断开的瞬间 D.以上状况都有可能损坏电压表 例3直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l、电阻为R的匀称导线,ac和bc的电阻可不计,ac长度为l/2.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面对里.现有一段长
15、度为l/2、电阻为R/2的匀称导体杆MN架在导线框上,起先时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动,滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触.当MN滑过的距离为l/3时,导线ac中的电流是多大?方向如何? 例4.竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为R/2的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v.则这时AB两端的电压大小为( ) A.2Bav B.Bav C.2Bav/3 D.Bav/3 例5.如图所示,MN和PQ是固定在水平面内间距L=0.20 m的平行金属轨道,轨
16、道的电阻忽视不计.金属杆ab垂直放置在轨道上.两轨道间连接有阻值为R0=1.5 的电阻,ab杆的电阻R=0.50 .ab杆与轨道接触良好并不计摩擦,整个装置放置在磁感应强度为B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面对下.对ab杆施加一水平向右的拉力,使之以v=5.0 m/s的速度在金属轨道上向右匀速运动.求: (1通过电阻R0的电流 (2)对ab杆施加的水平向右的拉力的大小; (3)ab杆两端的电势差. 例6.在光滑绝缘的水平面上有一个用一根匀称导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在恒
17、力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动.在线框进入磁场的过程中,求 (1)线框a、b两点的电势差Uab (2)线框中产生的焦耳热Q 强化练习: 1.两根相距为l的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽视不计.MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小,则( ) A. 流过固定电阻R的感应电流由b到d B. 流过固定电阻R的感应电流由
18、d到b C. 流过固定电阻R的感应电流由b到d D. 流过固定电阻R的感应电流由d到b 2.试验中,带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯A并联.当合上电键K,灯A正常发光.试推断下列说法中哪些是正确的( ) A.当断开K时,灯A马上熄灭B.当断开K时,灯A突然闪亮后熄灭 C.若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路, 当断开K时,灯A马上熄灭 D.若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路, 当断开K时,灯A突然闪亮后熄灭 3.粗细匀称的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场,如图所示,则在移出过
19、程中线框的一边a、b两点间电势差肯定值最大的是( ) 4.A、B为两个同样规格的灯泡,自感线圈的电阻RL=R,下面关于自感现象的说法哪些是正确的( ) A.开关接通瞬间,A、B两灯一样亮 B.开关接通瞬间,B灯马上正常发光,A灯渐渐亮起来 C.开关断开时,A灯和B灯都要过一会儿才熄灭 D.开关断开时,B灯比A灯先熄灭 5.竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面对里改变的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导体abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间改变时,导体圆环受到向上的磁场作用力( ) 6.电路,电键S原先闭合,电路处于稳态,
20、在某一时刻t1突然打开电键S,则通过电阻R1中的电流I1随时间改变的图象可用下列哪个图表示( ) 互感与自感 选修3-2第四章第6节互感和自感学案课前预习学案一、预习目标1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。二、预习内容(一)自感现象1、自感电动势总要阻碍导体中,当导体中的电流在增大时,自感电动势与原电流方向,当导体中的电流在减小时,自感电动势与电流方向。留意:“阻碍”不是“阻挡”,电流还是在改变的。2、线圈的自感系数与线圈的、等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越。除此之外,线圈加入铁芯后,其自感系数就会。3、自感系数的单位:,有1mH=
21、H,1H=H。4、感电动势的大小:与线圈中的电流强度的改变率成正比。(二)自感现象的应用1、有利应用:a、日光灯的镇流器;b、电磁波的放射。2、有害避开:a、拉闸产生的电弧;b、双线绕法制造精密电阻。3、日光灯原理(学生阅读课本)(1)日光灯构造:。(2)日光灯工作原理:。(三)互感现象、互感器1、互感现象现象应用了原理。2、互感器有,。 课内探究学案 一、学习目标1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的确定因素。3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。4能够通过电磁感应部分学问分析通电、断电自感现象的缘由及磁场的能量转化问题。 二、
22、学习过程(一)复习旧课,引入新课1、引起电磁感应现象的最重要的条件是什么? 2、楞次定律的内容是什么? (二)新课学习1、互感现象问题1:在法拉第的试验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流改变时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢? 2、自感现象问题2:当电路自身的电流发生改变时,会不会产生感应电动势呢? 试验1演示通电自感现象。画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调整变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调整R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,视察到什么现象?(试验反复几次)现象: 问题3:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学学问(楞次
23、定律)加以分析说明。 试验2演示断电自感。画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,视察到什么现象?现象: 问题4:为什么A灯不立即熄灭? 3自感系数问题5:自感电动势的大小确定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。 问题6:自感电动势的大小确定于哪些因素? 4磁场的能量问题7:在断电自感的试验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以探讨。 学生分组探讨: 师生共同得出结论: (三)实例探究自感现象的分析与推断【例1】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路
24、达到稳定,灯泡D发光。则()A在电路甲中,断开S,D将渐渐变暗B在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后慢慢变暗C在电路乙中,断开S,D将慢慢变暗D在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后慢慢变暗 【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:(1)若R1R2,灯泡的亮度怎样改变?(2)若R1R2,灯泡的亮度怎样改变?(四)反思总结: (五)当堂检测1、无线电技术的发展,极大地便利了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求:一个线圈中电流改变时对另一个线圈中的电流影响最小,如图所示,两个线圈安装位置最符合该要求的是() A.B.C.D.2、如图所示电路
25、,线圈L电阻不计,则()A、S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电B、S保持闭合,A板带正电,B板带负电C、S断开瞬间,B板带正电,A板带负电D、由于线圈电阻不计,电容被短路,上述三种状况电容器两板都不带电3、在下图电压互感器的接线图中,接线正确的是() 答案:1.D2.D3.B课后练习与提高1下列关于自感现象的说法中,正确的是()A自感现象是由于导体本身的电流发生改变而产生的电磁感应现象B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量改变的快慢有关D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数,下面说法正确的是()A线圈的自感系数越大
26、,自感电动势肯定越大B线圈中电流等于零时,自感系数也等于零C线圈中电流改变越快,自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯确定3如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能视察到的现象分别是()A小灯渐渐变亮,小灯马上熄灭B小灯马上亮,小灯马上熄灭C小灯渐渐变亮,小灯比原来更亮一下再渐渐熄灭D小灯马上亮,小灯比原来更亮一下再渐渐熄灭4如图所示是一演示试验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个试验是用来演
27、示_现象的。5如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽视,下列说法中正确的是()A当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最终A2比A1亮B当接通电路时,A1和A2始终一样亮C当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭D当断开电路时,A2马上熄灭,A1过一会儿熄灭6如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面推断正确的是()A开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数B开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数C开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数D开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A
28、1数等于A2的读数7如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽视不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则()A电键S闭合时,灯泡D1、2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,D2更亮B电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2渐渐变亮,最终一样亮C电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭D电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭 答案:1.ACD2.D3.A4.ba自感5.C6.BD7.AC 4.6互感和自感学案(人教版选修3-2) 4.6互感和自感学案(人教版选修3-2) 1两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流改变时,它所产生的
29、改变的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈2当一个线圈中的电流发生改变时,它产生的改变的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势,同时也在其本身激发出感应电动势,这种现象叫自感;自感电动势总是阻碍导体中原电流的改变,即当导体中的电流增大时,自感电动势的方向与原电流的方向相反,阻碍电流增大;当导体中的电流减小时,自感电动势的方向与原电流的方向相同,阻碍电流的减小3通过一个线圈的电流在匀称增大时,则这个线圈的()A自感系数也将匀称增大B自感电动势也将匀称增大C磁通量也将匀称增大D自感系数和自感电动势不变答案CD解析线圈的磁通量与电流大小有
30、关,电流增大,磁通量增大,故C项正确;而自感系数由线圈本身确定,与电流大小无关;自感电动势ELLIt,与自感系数和电流改变率有关,对于给定的线圈,L肯定,已知电流匀称增大,说明电流改变率恒定,故自感电动势不变,D项正确4关于线圈自感系数的说法,错误的是()A自感电动势越大,自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C把线圈匝数增加一些,自感系数变大D电感是自感系数的简称答案A解析自感系数是由线圈本身的特性确定的线圈越长,单位长度上的匝数越多,横截面积越大,它的自感系数就越大另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多5如图1所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,
31、当断开开关S的瞬间会有()图1A灯A马上熄灭B灯A渐渐熄灭C灯A突然闪亮一下再渐渐熄灭D灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案A解析当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供应的电流为零,灯就马上熄灭【概念规律练】学问点一对自感现象的理解1关于自感现象,正确的说法是()A感应电流肯定和原来的电流方向相反B对于同一线圈,当电流改变越大时,线圈产生的自感电动势也越大C对于同一线圈,当电流改变越快时,线圈的自感系数也越大D对于同一线圈,当电流改变越快时,线圈中的自感电动势也越大答案D解析当电流增加
32、时,自感电动势的方向与原来的电流反向,当电流减小时与原来的电流同向,故选项A错误;自感电动势的大小,与电流改变快慢有关,与电流改变大小无关,故选项B错误;自感系数只取决于线圈的本身因素,与电流改变状况无关故选项C错误;结合选项B的错误缘由可知,选项D正确点评自感的实质仍旧是电磁感应现象,电流的强弱确定其四周磁场的强弱,当电流改变时引起电流四周的磁场发生改变,就会在线圈中产生感应电动势2关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是()A线圈中电流改变越大,线圈自感系数越大B对于某一线圈,自感电动势正比于电流的改变量C一个线圈的电流匀称增大,这个线圈自感系数、自感电动势都不变D自感电动势总与原
33、电流方向相反答案C解析线圈的自感系数由线圈本身的因素确定E自It,而不是E自I,C对,A、B错线圈中电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同,电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,D错点评电流的改变量I不等同于电流的改变率It,EIt而不是EI.自感系数仅和线圈本身有关学问点二通电自感和断电自感3如图2所示电路中,A、B是完全相同的灯泡,L是电阻不计的电感线圈,下列说法中正确的是()图2A当开关S闭合时,A灯先亮,B灯后亮B当开关S闭合时,B灯先亮,A灯后亮C当开关S闭合时,A、B灯同时亮,以后B灯更亮,A灯熄灭D当开关S闭合时,A、B灯同时亮,以后亮度不变答案C解析当开关S闭合时,电
34、路中电流增加,由于线圈的自感作用,其中产生一自感电动势阻碍电流的增加,此时A、B二灯相当于串联,同时亮;之后线圈相当于一段导线,将A灯短路,A灯熄灭,因B灯所加电压增加而变得更亮点评开关闭合时,线圈自感电动势与电源电动势方向相反,若自感系数足够大,瞬间可以认为断路,随即变缓直至消逝4在如图3所示的电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联,当合上开关S后灯A正常发光则下列说法中正确的是()图3A当断开S时,灯A马上熄灭B当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭C用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A渐渐熄灭D用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭答案BC
35、解析在S断开的瞬间,L与A构成闭合回路,灯A不会马上熄灭问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定依据PI2R可知,灯A能否闪亮,取决于S断开的瞬间,流过A的电流是否更大一些在断开S的瞬间,灯A中原来的电流IA马上消逝但灯A和线圈L组成一闭合回路,由于线圈L的自感作用,其中的电流IL不会马上消逝,它还要通过回路维持短暂的时间假如ILIA,则灯A熄灭之前要闪亮一下;假如ILIA,则灯A是渐渐熄灭而不闪亮一下至于IL和IA的大小关系,由RA和RL的大小关系确定:若RARL,则IAIL,灯将闪亮一下;若RARL,则IAIL,灯将渐渐熄灭点评开关断开时,原电源不供应电流,若线圈形成回路,则自
36、感电动势会通过回路形成电流,因此断电时线圈起到瞬间电源的作用【方法技巧练】一、断电自感中灯泡亮度改变的分析技巧5在图4甲、乙电路中,电阻R和电感线圈L的电阻都很小接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()图4A在电路甲中,断开S,A将慢慢变暗B在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后慢慢变暗C在电路乙中,断开S,A将慢慢变暗D在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后慢慢变暗答案AD解析甲图中,灯泡A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬间,灯泡A的电流不变,以后电流慢慢变小因此,灯泡慢慢变暗乙图中,灯泡A所在支路的电流
37、比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小,电感线圈相当于一个电源给灯A供电,因此在这一短暂的时间内,反向流过A的电流是从IL起先渐渐变小的,所以灯泡要先亮一下,然后慢慢变暗,故选项A、D正确方法总结在开关断开时,电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一样;二是在断电瞬间,自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等,以后电流起先缓慢减小到零,断开开关后,灯泡是否瞬间变得更亮,取决于当时两支路中电流大小的关系6如图5所示的电路中,S闭合且
38、稳定后流过电感线圈的电流2A,流过灯泡的电流是1A,将S突然断开,S断开前后,能正确反映流过灯泡的电流i随时间t改变关系的图象是()图5答案D解析开关S断开前,通过灯泡D的电流是稳定的,其值为1A开关S断开瞬间,灯泡支路的电流马上减为零,但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势,使线圈中的电流从原来的2A渐渐减小,方向不变,且同灯泡D构成回路,通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同,也应当是从2A渐渐减小为零,但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反,D对方法总结解图象问题时,先要搞清晰探讨什么元件上的电流随时间的改变关系;其次要依据线圈的自感电动势引起的感应电流的方
39、向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何改变等因素来确定图象二、两类自感的综合分析方法7如图6所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽视不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开的过程中,L1、L2的亮度改变状况是(灯丝不会断)()图6AS闭合,L1亮度不变,L2亮度渐渐变亮,最终两灯一样亮;S断开,L2马上不亮,L1渐渐变亮BS闭合,L1不亮,L2很亮;S断开,L1、L2马上不亮CS闭合,L1、L2同时亮,而后L1渐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2马上不亮,L1亮一下才灭DS闭合,L1、L2同时亮,而后L1渐渐熄灭,L2渐渐变得更亮;S断开,L2马上不亮,L1亮一下
40、才熄灭答案D解析当S接通时,L的自感系数很大,对电流的阻碍作用较大,L1和L2串接后与电源相连,L1和L2同时亮,随着L中电流的增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1的电流渐渐减小为零,由于总电阻变小,总电流变大,L2的电流增大,L2灯变得更亮当S断开时,L2中无电流,马上熄灭,而电感L将要维持本身的电流不变,L和L1组成闭合电路,L1灯要亮一下后再熄灭,综上所述,选项D正确方法总结当电路中有电感L时,若电路中的电流发生改变,电感L的作用总是阻碍电流的改变当电路稳定时,电感L相当于一段导体若电感L中有直流电阻,则相当于电阻;若无直流电阻,则它相当于一根短路导线8如图7所示电路中有L1和
41、L2两个完全相同的灯泡,线圈L的电阻忽视不计,下列说法中正确的是()图7A闭合S时,L2先亮,L1后亮,最终一样亮B断开S时,L2立即熄灭,L1过一会熄灭CL1中的电流始终从a到bDL2中的电流始终从c到d答案A解析闭合S时,L2中马上有从d到c的电流,先亮,而线圈由于自感作用,线圈中产生与原电流相反的自感电动势,对原电流大小起到阻碍作用,通过线圈的电流渐渐增加,所以L1渐渐变亮,电路稳定后自感作用消逝,线圈L相当于导线,所以最终L1、L2一样亮断开S时,L2中由电源供应的电流瞬间消逝,但是L中的电流由于自感的阻碍作用将渐渐减小,方向不变,使线圈与L2、L1形成回路,因此L1、L2将过一会儿同时熄灭L1中的电流始终由b到a,L2中的电流先由d到c,后由c到d.方法总结通电时电感上的电流由无到有渐渐增大,断电时电流由有到无渐渐减小 第24页 共24页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页
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