山东省新泰市汶城中学高中物理《互感和自感》学案 新人教版选修32.doc

山东省新泰市汶城中学高二物理选修3-2互感和自感学案 人教版自主体验一、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_时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_的现象2互感电动势：_现象中产生的电动势3互感的应用：利用互感现象可以把_由一个线圈传递到另一个线圈如变压器、收音机的“磁性天线”.二、自感现象：1自感：当一个线圈中的电流_时，在本身激发出_的现象2自感电动势：由于_电流变化而产生的电动势.3自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势_电流的增加，自感电动势与原电流方向_；电流减小时，自感电动势_电流的减小，自感电动势与原电流方向_三自感系数：1.理论分析表明：自感电动势大小：e= 。l称为线圈的自感系数，简称自感或 。2.自感表示线圈产生 本领大小的物理量。l的大小跟线圈的 、 、 、以及是否有无 有关。 单位：亨利(h) 1h= mh= h四、磁场的能量自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有时，电源把能量输送给_，储存在_中，电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能.知识探究一、对自感电动势的理解及自感现象的分析思路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(增反减同)(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用2对电感线圈阻碍作用的理解(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的3自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)(2)判断自感电动势方向，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势与原电流方向相同 .4-6-1.总结反思(3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时(如断电)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小二、通、断电自感中，灯泡亮度变化的分析1.在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起如图461所示的电路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电阻r，使两个灯泡亮度相同，然后断开电路，再次接通的瞬间条件现象原因s闭合的瞬间a2先亮由于a2支路为纯电阻不产生自感现象a1逐渐亮起由于l的自感作用阻碍a1支路电流增大2.在断电自感中，灯泡的亮度变化自感电动势(的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样自感电动势阻碍的对象是“电流的变化”，而不是电流本身如图所示，当电流处于稳定状态时，流过l的电流为（电源内阻不计），方向由；流过灯泡a的电流。断开s的瞬间，立即消失， 线圈的自感，不会马上消失，线圈总力图维持的存在，所以线圈上产生一个b端为正、a端为负的自感电动势，与灯泡组成abcd回路，由此流过a的电流由大小变为，方向由变成。可见通过a的电流大小与方向都发生了变化。至于灯泡中的电流是突然变大还是变小（也就是说灯泡是否突然变得更亮一下），就取决于与谁大谁小，也就取决于r和r谁大谁小，在图中，(1)如果rr，就有i1i2，灯泡会先更亮一下才熄灭.(2)如果rr，灯泡会由原亮度渐渐熄灭(3)如果rr，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭.产生自感电动势的效果体现为线圈中电流在原来电流值基础上逐渐减小，而不是电动势与线圈两端电压相等，自感电动势可以超出线圈两端原电压典例剖析【例1】如图1所示中灯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，lb熄灭，la比lb(原先亮度)更亮 图1变式训练1如图2所示，电路中电源内阻不能忽略，r阻值和l的自感系数都很大，a、b为两个完全相同的灯泡，当s闭合时，下列说法正确的是()aa比b先亮，然后a灭bb比a先亮，然后b逐渐变暗ca、b一起亮，然后a灭da、b一起亮，然后b灭【例2】图3甲、乙电路中，电阻r和自感线圈l的电阻都很小，接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光，则()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 图2c在电路乙中，断开s，a将渐渐变暗 .4-6-2.d在电路乙中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗 图3 图4 图5变式训练2在图4所示电路中，l为电阻很小的线圈，g1和g2为零点在表盘中央的相同的电流表当开关s闭合时，电流表g1指针偏向右方，那么当开关s断开时，将出现的现象是()ag1和g2指针都立即回到零点bg1指针立即回到零点，而g2指针缓慢地回到零点cg1指针缓慢回到零点，而g2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点dg1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点,而g2指针缓慢地回到零点【例3】如图5所示的电路中，电源的电动势为e，内阻为r，电感l的电阻不计，电阻r的阻值大于灯泡d的阻值在t0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在tt1时刻断开s.下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图象中，正确的是()变式训练3在如图6所示的电路中，s闭合时流过电感线圈的电流是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变化的图线是图6中的()课堂练习 图61通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的( ) a自感系数也将均匀增大 b自感电动势也将均匀增大c磁通量也将均匀增大 d自感系数和自感电动势不变2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3如图7 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，当断开开关s的瞬间会有( )a灯a立即熄灭 b灯a慢慢熄灭c灯a突然闪亮一下再慢慢熄灭 d灯a突然闪亮一下再突然熄灭课后练习1关于自感现象，正确的说法是( )a感应电流一定和原来的电流方向相反b对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 图7c对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大d对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大2关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是( ) .4-6-3.总结反思a线圈中电流变化越大，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变化量c一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变d自感电动势总与原电流方向相反3如图8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( )a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 图8d当开关s闭合时，a、b灯同时亮，以后亮度不变4在如图9所示的电路中