2012高二物理课件：第四章6互感和自感(新人教版选修3-2).ppt

6 互感和自感,知识点 1,互感现象,1定义：如图 461 所示，由一个线圈中的电流发生变 化而使其他与之不相连的线圈产生感应电动势的现象，这种感 应电动势叫做互感电动势. 图 461,2实质：如图 461 所示当线圈 L1 中的电流发生变化， 使线圈 L2 中的磁通量发生了变化，引起了感应电流，它的感应 电流的磁场又会重新引起线圈 L1 的变化，使它们的磁路交织在 一起而相互影响由此可见互感是电磁感应的一种具体现象， 遵循电磁感应的所有规律，这一过程中实现了电能从一个电路 向另一个电路转移 3互感的应用和危害,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成但 在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作,知识点 2,自感现象、自感电动势,1自感：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象 2本质：自感是自身电流变化，使通过自身磁通量发生变 化而引起的电磁感应现象总效果是电路中的电流不能突变 自感现象也是电磁感应的一种特殊具体情况， 遵循电磁感应的 所有规律,4自感系数：表示线圈阻碍电流变化的物理量，符号为 L，,单位为亨利(H)，简称亨,5决定线圈自感系数的因素：线圈长短、线圈单位长度的,匝数、线圈的横截面积、线圈中是否有铁芯.,6自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电 流的变化导体中原电流增大时，自感电动势与原来电流方向 相反；导体中原电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同,7自感现象的应用：日光灯电路、LC 振荡电路等 8自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流 又很强的电路，瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精 密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采 用双线绕法,【例1】如图 462 所示，E 为电源，L 是电阻可忽略不 计、自感系数足够大的线圈，D1、D2 是两个规格相同的灯泡， S 是控制电路的开关对于这个电路，下列说法不正确的是,(,),图 462,A刚闭合 S 的瞬间，通过 D1、D2 的电流大小相等 B刚闭合 S 的瞬间，通过 D1、D2 的电流大小不等,C闭合 S 待电路达到稳定后，D1 熄灭，D2 比 S 刚闭合时亮 D闭合 S 待电路达到稳定后，再将 S 断开瞬间，D1 不立,即熄灭，D2 立即熄灭,解析：通过线圈的电流不能突变闭合 S 的瞬间，L 相当 于断路，电路稳定后，L 相当于短路，S 断开瞬间，电流不能突 变为 0.,答案：B,1(双选)在如图 463 中所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同,的灯泡，线圈 L 的电阻可忽略，下列说法中正确的是(,),图 463 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，A1 和 A2 都要经过一会儿才熄灭 D断开开关 S 切断电路时，A2 立即熄灭，A1 过一会儿才熄灭,解析：S 闭合接通电路时，A2 支路中的电流立即达到最大， 由于线圈的自感作用，A1 支路电流增加的慢，A1 后亮；A1 中的 电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1 与 A2 并联，亮度一样； S 断开时，L 和 A1、A2 组成串联的闭合回路，A1 和 A2 亮度一 样，由于 L 中产生自感电动势阻碍 L 中原电流的消失，使 A1 和 A2 过一会才熄灭,答案：AC,知识点 3,自感现象分析,【例 2】(双选)如图 464 所示的电路甲、乙中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小接通 S，使电路达到稳定，灯,泡 A 发光(,),图 464,A在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗,B在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗,D在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 解析：在甲图中，由于灯与线圈串联，稳定时流过灯和线 圈的电流相等，S 断开时，流过线圈的电流逐渐减小，灯渐渐 变暗在乙图中，由于线圈的电阻很小，稳定时流过线圈的电 流比流过灯的电流大，S 断开时，灯更亮一下再熄灭；所以，A、 D 正确,答案：AD,2如图 465 所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都 忽略不计，两个电阻的阻值都是 R，开关 S 原来打开，电流为 I0，今合上开关将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这,电动势(,),图 465,A有阻碍电流的作用，最后电流由 I0 减少到零 B有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I0,C有阻碍电流增大的作用，因而电流 I0 保持不变,D有阻碍电流增大的作用， 但电流最后还是增大到 2I0,答案：D,解析：当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大， 故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是 阻止；当 S 闭合电流稳定后，L 的自感作用消失，电路的电流,题型1,通、断电自感现象的分析,【例3】如图 466 所示中灯 LA、LB 完全相同，带铁芯,的线圈 L 的电阻可忽略则(,),图 466,AS 闭合的瞬间，LA 、LB 同时发光，接着 LA 变暗，LB,更亮，最后 LA 熄灭,BS 闭合瞬间，LA 不亮，LB 立即亮 CS 闭合瞬间，LA、LB 都不立即亮,D稳定后再断开 S 的瞬间，LA、LB 熄灭,解析：S 接通的瞬间，L 支路中电流从无到有，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，S 接通的瞬间，干路中的电流几 乎全部流过 LA，所以 LA、LB 会同时亮又由于 L 中电流很快 稳定，感应电动势很快消失，L 的阻值很快就变得很小，对 LA 起到“短路”作用，因此，LA 熄灭，这时电路的总电阻比刚接 通时小，由恒定电流知识可知，LB 会比以前更亮，故选 A.,答案：A,3(双选)如图 467 所示，电路中 L 为一电感线圈，ab,支路和 cd 支路电阻相等，则(,),图 467,A刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数 B刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 C断开开关 S 时，电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数 D断开开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 解析：刚合上开关 S 时，因为自感线圈的存在，阻碍 A1 电流 的增加，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数，稳定后因为电 阻相等，示数相等，A 正确；断开开关 S 时，A1、A2 在同一回路 中，电流相等，D 正确,答案：AD,题型2,自感现象中的图象问题,【例 4】如图 468 所示的电路中，S 闭合时流过电感线 圈的电流为 2 A，流过灯泡的电流是 1 A，将 S 突然断开，则 S 断开前后，能正确反映流过灯泡的电流 I 随时间 t 变化关系的图,象是(,),图 468,解析：由题图可知，S 闭合时，流过灯泡、线圈 L 的电流 方向都自左向右，在S断开的瞬间，流过L 的电流大小仍为 2 A， 方向仍从左向右，它与灯泡构成串联回路，故流过灯泡的电流 大小变成 2 A，方向变成由右向左，然后逐渐减小为零，D 正确,答案：D,4紧靠在一起的线圈 A 与 B 如图 469 甲所示，当给 线圈 A 通以图乙所示的电流(规定由 a 进入，b