2019年高中物理第2章第2节自感讲义（含解析）鲁科版.docx

自感1自感现象和自感电动势(1)自感现象：由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象。(2)自感电动势定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势；特点：总是阻碍导体中原电流的变化。自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？解析：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律。2自感电动势与自感系数(1)自感电动势方向：原电流增大时，与原电流方向_，原电流减小时，与原电流方向_；大小：EL，与_成正比。(2)自感系数物理意义：能表征产生_本领的大小；大小决定因素：线圈的形状、_、_、匝数等；单位：亨(H)、_、_。1线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大()2线圈中电流等于零时，自感系数也等于零()3把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小()解析：1.自感电动势EL，不但与L有关，还与有关，1错误。2自感系数与线圈本身及有无铁芯有关，与线圈中有无电流无关，2错误。3有铁芯时，自感系数显著增大，3正确。1对自感电动势的理解(1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。(2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同。(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。2对自感线圈阻碍作用的理解(1)当电路刚闭合瞬间，自感线圈相当于一个阻值无穷大的电阻，其所在的支路相当于断路。(2)当电路中的电流稳定后，自感线圈相当于一段理想导线或纯电阻。(3)当电路刚断开瞬间，自感线圈相当于一个电源，对能够与它组成闭合回路的用电器供电，并且刚断开电路的瞬间通过自感线圈的电流大小和方向与电路稳定时通过自感线圈的电流大小和方向相同。典例1如图所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是()A使电路的电流减小，最后由I0减小到零B有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C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，但电流最后还是变为2I0思路探究(1)自感电动势的作用是什么？提示：阻碍电流的变化。(2)电流稳定后，电流是多少？提示：S闭合稳定后，电阻是原来的一半，电流是原来的2倍。解析S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错误；最后达到稳定时，电路中总电流为I2I0，D正确。答案D总结提能自感现象的分析思路1.如图所示，开关S闭合且达到稳定时，小灯泡A能正常发光，L为自感线圈，则()A在开关S闭合的瞬间，小灯泡将慢慢变亮B在开关S闭合的瞬间，小灯泡立即变亮C在开关S断开的瞬间，小灯泡慢慢熄灭D在开关S断开的瞬间，小灯泡先闪亮一下，再慢慢熄灭解析：选A当开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，灯慢慢变亮；当开关断开后，自感线圈的电流从有变为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A不能构成闭合回路，所以灯立即熄灭。综上可知，A正确，B、C、D错误。1断电自感实验电路实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同ILIAA1猛然亮一下再逐渐熄灭A2立刻熄灭R0为纯电阻不产生自感现象，A2立即熄灭。L为自感系数较大的线圈，断开S后，L中产生自感电动势，与A1组成闭合回路，线圈中的电流在原来电流值基础上逐渐减小ILIAA1由原来亮度逐渐熄灭ILIAA1先立即变暗一些再逐渐熄灭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，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”现象典例2多选如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是()A合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭D断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭思路探究(1)“完全相同”说明灯泡电阻相等，相同电压下亮度相同。(2)“线圈L的电阻可以忽略”说明电路稳定时，线圈相当于导线。解析由于自感现象，合上开关时，A1中的电流缓慢增大到某一个值，故过一会儿才与A2一样亮；断开开关时，A1中的电流缓慢减小到零，A1、A2串联，电流始终相等，都是过一会儿才熄灭，A、D正确。答案AD总结提能判断小灯泡变亮变暗的方法(1)在通电自感现象中，线圈L相当于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现象中，线圈L相当于电动势逐渐减小的“电源”。(2)在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时闭合回路，二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小。2如图所示，灯LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略。则()AS闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA逐渐变暗，LB逐渐变亮，最后LA熄灭BS闭合的瞬间，LA不亮，LB立即亮CS闭合的瞬间，LA、LB都不立即亮D稳定后断开S的瞬间，LB熄灭，LA比原来更亮解析：选AS闭合瞬间，由于自感现象，L相当于电阻无穷大的电阻，故LA、LB同时发光，当电路稳定时，LA无电流通过，通过LB的电流变大，A正确，B、C错误；S断开时，LB立即熄灭，LA由不亮、变亮后又逐渐熄灭，D错误。1关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是()A线圈中电流变化量越大，线圈的自感系数越大B线圈中通入恒定电流时，线圈的自感系数等于零C当线圈中的电流均匀增大时，线圈的自感系数也均匀增大D不管线圈中是否通入电流及电流如何变化，线圈的自感系数均不变解析：选D线圈的自感系数是线圈本身的属性，由线圈自身的因素决定，与线圈是否通电以及所通电流的变化情况无关，D正确。2.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示，其道理是()A当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消B当电路中的电流变化时，两股导线产生的感生电流相互抵消C当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D以上说法都不对解析：选C由于采用了双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，A、B、D错误，C正确。3某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大解析：选C由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，A错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，B错误，C正确；自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡越亮，D错误。4在如图所示的电路中，L为自感系数较大的线圈，开关接通且稳定时，L上的电流为1 A，电阻R1上电流为0.5 A。当S突然断开后，R1的电流由_开始减小，方向向_(填“左”或“右”)。解析：因为电路稳定时，L上的电流为1 A，当S突然断开后，RL的电流从原值1 A开始减小，而此时R1与L组成一个暂时回路，所以R1的电流由1 A开始减小，方向向左。答案：1 A左5.在如图所示的电路中，已知E20 V，R120 ，R210 ，L是纯电感线圈，电源内阻不计，