高中物理 第2章 第3讲 自感课件 鲁科版选修32.ppt

高中物理 选修3 2 鲁科版 第二章楞次定律和自感现象 第三讲自感 目标定位 自感 预习导学 一 自感现象 三 自感系数 自感 1 猛然亮一下 逐渐熄灭 立刻熄灭 逐渐变亮 2 电流变化 二 自感电动势 1 电流变化 2 阻碍增大减小 1 线圈本身特性自感电感 2 形状越大大得多 3 mh h 课堂讲义 一 对通电自感现象的分析 1 通电瞬间通过线圈的电流增大 自感电动势的方向与原电流方向相反 阻碍电流的增加 但不能阻止增加 2 通电瞬间自感线圈处相当于断路 电流稳定时 自感线圈相当于导体 3 与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮 直到稳定 自感 课堂讲义 例1如图所示 电路中电源的内阻不能忽略 r的阻值和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 a a比b先亮 然后a灭b b比a先亮 然后b逐渐变暗c a b一起亮 然后a灭d a b一起亮 然后b灭 s闭合时 l阻碍电流的增大 所以b比a先亮 稳定后 由于r阻值很大流过b灯电流很小 所以b灯逐渐变暗 b正确 自感 课堂讲义 二 对断电自感现象的分析 1 断电时自感线圈处相当于电源 2 断电时灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小的关系 若断电前 自感线圈电流大小il大于灯泡的电流id则灯会闪亮一下再熄灭 若断电前自感线圈中的电流il小于灯泡中的电流id则不会出现闪亮 而是逐渐熄灭 3 要注意断电前后通过灯泡的电流方向变化情况 自感 课堂讲义 例2如图 a b 所示的电路中 电阻r和自感线圈l的电阻值都很小 且小于灯a的电阻 接通s 使电路达到稳定 灯泡a发光 则 a 在电路 a 中 断开s a将渐渐变暗b 在电路 a 中 断开s a将先变得更亮 然后渐渐变暗c 在电路 b 中 断开s a将渐渐变暗d 在电路 b 中 断开s a将先变得更亮 然后渐渐变暗 在电路 a 中断开s时 线圈阻碍原电流的减小 a渐渐变暗 在电路 b 中断开s时 线圈阻碍原电流的减小 通过r a形成回路 灯a变得更亮 然后渐渐变暗 自感 课堂讲义 针对训练如图所示的电路中 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t 0时刻闭合开关s 经过一段时间后 在t t1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 s闭合时 l阻碍电流通过路端电压较高 稳定后电流较大路端电压降低 s断开时 l产生自感电动势 d中有反向电流通过 b正确 自感 课堂讲义 三 对自感电动势及自感系数的理解 1 对自感电动势的理解 1 自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化 可概括为 增反减同 2 对自感系数的理解 1 自感系数的大小由线圈本身的特性决定 线圈越长 单位长度的匝数越多 截面积越大 自感系数越大 2 自感系数与e i t等均无关系 自感 课堂讲义 例3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 自感电动势就一定越大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 自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的 b c错误d正确 自感电动势的大小与自感系数有关还与电流的变化率有关 a错误 自感 课堂讲义 自感 四 电磁阻尼 电磁驱动 电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象 任何在磁场中运动的导体 只要给感应电流提供回路 就会存在电磁阻尼作用 闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时 导体在磁场中就要受到磁场力的作用 根据楞次定律 磁场力总是阻碍导体的运动 于是产生电磁阻尼 课堂讲义 例4如图所示 一磁铁用细线悬挂 一个很长的铜管固定在磁铁的正下方 开始时磁铁上端与铜管上端相平 烧断细线 磁铁落入铜管的过程中 下列说法正确的是 磁铁下落的加速度先增大 后减小 磁铁下落的加速度恒定 磁铁下落的加速度一直减小最后为零 磁铁下落的速度先增大后减小 磁铁下落的速度逐渐增大 最后匀速运动 a 只有 正确b 只有 正确c 只有 正确d 只有 正确 刚烧断细线时 磁铁只受重力 向下加速运动 铜管中产生感应电流 对磁铁的下落产生阻力故磁铁速度增大 加速度减小 当阻力和重力相等时 磁铁加速度为零 速度达到最大 自感 课堂讲义 磁铁逆时针转动 相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线 针对训练如图所示 蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴oo 转动 从上向下看 当磁铁逆时针转动时 则 a 线圈将逆时针转动 转速与磁铁相同b 线圈将逆时针转动 转速比磁铁小c 线圈转动时将产生大小 方向周期性变化的电流d 丝圈转动时感应电流的方向始终是abcda 如两者的角速度相同 线圈不切割磁感线 无感应电流产生 自感 对点练习 对通 断电自感现象的分析 1 如图所示的电路中a1和a2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 在开关s接通和断开时 灯泡a1和a2亮暗的顺序是 a 接通时a1先达最亮 断开时a1后灭b 接通时a2先达最亮 断开时a1后灭c 接通时a1先达最亮 断开时a1先灭d 接通时a2先达最亮 断开时a2先灭 s接通时 l阻碍电流的增大 a1先达最亮 最后a1慢慢熄灭 s断开时 a2立即熄灭 l阻碍电流的减小 线圈l和a1组成的闭合电路中有感应电流 a1后灭 a正确 自感 对点练习 对通 断电自感现象的分析 s接通时 l阻碍电流的增大 a1中电流小于电流表a2中电流 s断开时 l阻碍电流的减小 线圈l和a1 a2和r构成回路 各元件电流相等 d正确 a正确 2 如图所示 带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器r的阻值相同 a1 a2是两个完全相同的电流表 则下列说法中正确的是 a 闭合s瞬间 电流表a1示数小于a2示数b 闭合s瞬间 电流表a1示数等于a2示数c 断开s瞬间 电流表a1示数大于a2示数d 断开s瞬间 电流表a1示数等于a2示数 自感 对点练习 线圈中电流为零时 电流的变化率不一定为零 自感电动势不一定为零 故c错 对自感电动势的理解 3 关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是 a 电感一定时 电流变化越大 自感电动势越大b 电感一定时 电流变化越快 自感电动势越大c 通过线圈的电流为零的瞬间 自感电动势为零d 通过线圈的电流为最大值的瞬间 自感电动势最大 当通过线圈的电流最