第六节 互感和自感.doc

江苏省溧阳中学高二物理第六节 互感和自感【学习目标】 编者：杨福松1了解互感和自感现象，以及对它们的利用和防止。 2能够通过电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题。 图4.6-13了解自感电动势的计算式，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。【要点导学】提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、如图，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ 一、互感现象1、互感：_2、对互感的理解：问题：（1）如图断开闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？（2）CD回路中产生了电流，说明回路中具有了能量，能量从哪来？ABSGCD图4.6-2总结：（）互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。（）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。3、互感的应用和防止应用：_防止：_二、自感现象问题：如上图，由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。1、自感：_2、自感电动势：_演示P25实验：通电自感现象：原因：想一想：流过A与B的电流随时间怎样变化?结论：演示P26实验：断电自感现象：思考与讨论：P26想一想：流过灯泡的电流随时间怎样变化?结论：3、自感电动势的作用：总是_电流的变化，即延缓电流变化。4、自感电动势的方向：导体电流增加时，自感电动势方向与原电动势方向_ 导体电流减小时，自感电动势方向与原电动势方向_5、自感电动势的大小：自感电动势是感应电动势的一种，同样遵从法拉第电磁感应定律，即E_实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱即磁通量的变化正比于电流的变化，即E_写成等式就是：_6、自感现象的应用和防止应用：_防止：_三 、自感系数L1.自感系数影响因素：_2.单位：_3.自感系数L：表示线圈的自感特性的物理量 L的大小表明了线圈对电流变化的阻碍作用大小，反映了线圈对电流变化的延时作用的强弱。四、磁场的能量问题1：探究断电自感实验时，开关断开后，灯泡的发光还能持续一段时间，有时甚至比开关断开前更亮，这时灯泡的能量时从哪里来的呢？问题2：教材最后一段说,线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?电的“惯性”大小与什么有关?【典型例题】【例1】关于自感现象，正确的说法是：（ ）A. 感应电流一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一定较大；C. 对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；D. 自感电动势总是阻碍原来电流变化的。图4.6-3【例2】 如图电路(甲)、(乙)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 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【例3】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，灯泡的亮度怎样变化？图4.6-4（2）若R1R2，灯泡的亮度怎样变化？R1R A2 S R1A1A2L图4.6-5【追踪训练】1、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比_先亮，最后达到同样亮。2、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。 RD1D2LSR图4.6-63、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是A接通时D1先达最亮，断开时D1后灭B接通时D2先达最亮，断开时D2后灭C接通时D1先达最亮，断开时D2后灭D接通时D2先达最亮，断开时D1后灭SLRA1A2+图4.6-74、如图所示，L是一个带铁芯的电感线圈，R为纯电阻，两条支路的直流电阻值相等。A1和A2是完全相同的两个双偏电流表，当电流从+接线柱流入电流表时，指针向右偏，反之向左偏。则在开关S合上到电路稳定前，电流表A1的偏角 电流表A2的偏角，A1指针向 偏，A2指针向 偏。等电路稳定后，再断开开关S，在断开S后短时间内，电流表A1的偏角 电流表A2的偏角，A1指针向 偏，A2指针向 偏。（填“左”、“右”“大于”、“等于”、“小于”）【分层练习】互感和自感 班级 姓名 学号 （ ）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变化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变化的快慢有关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，自感电动势一定越大 B线圈中电流等于零时，自感系数也等于零图4.6-8C线圈中电流变化越快，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决定（ ）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，能观察到的现象分别是 A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭B小灯立即亮，小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4如图所示是一演示实验的电路图。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.这个实验是用来演示_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的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 A当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后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立即熄灭，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.下面判断正确的是 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A1数等于A2的读数 （ ）SLAB图4.6-127.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键S闭合，等到灯泡亮度稳定后，下列说法正确的是A.电键S断开时，A立即熄灭，而B会亮一下后才熄灭；B.电键S断开时，B立即熄灭，而A会亮一下后才熄灭；C.电键S闭合时，A、B同时亮，然后A熄灭；D.电键S闭合时，A、B同时亮，然后B逐渐变暗，直到不亮，A更亮。图4.6-13（ ）8.如图所示的电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则A. B. C. D.图4.6-14（ ）9.如图所示电路，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，上述三种情况电容器两板都不带电（ ）SABRL图4.6-1510.如图所示电路中，电阻R和电感L的值都很大，电感器的电阻不计，A、 B是两只完全相同的电灯，当电键S闭合时， A.A比B先亮，而后A熄灭； B.B比A先亮，而后A熄灭；C.A、B一起亮，而后A熄灭； D.A、B一起亮，而后B熄灭。（ ）KRR图4.6-1611.如图所示的电路，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻器的电阻都是R，电键K原来打开着，电流I=/2R，今合下电键，将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，这个自感电动势： A.有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零；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，因而电流保持I0不变；D.有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I0。K1K2ABRabcd图4.6-17（ ）12.如图，A、B两灯电阻均为R，K1闭合时两灯一样亮，若再闭合K2，待稳定后,将K1断开，则在断开瞬间： A.B灯立即熄灭； B.A灯过一会儿才熄灭；C.流过B灯的电流方向是c到d； D.流过A灯的电流方向是a到b图4.6-18( )13.如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流