鲁科版选修32 第2章 第2节　自感 学案 (1).doc

第2节自感学 习 目 标知 识 脉 络1.了解自感现象及其产生的原因，会分析自感现象(难点)2理解自感电动势在自感现象中的作用(重点)3知道自感系数由哪些因素决定，知道它的单位4理解在自感现象中能量形式的转化情况.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、自感现象自感电动势1自感现象：由导体自身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方向原电流增大时，与原电流相反，原电流减小时，与原电流相同作用阻碍自身电流发生变化大小el，与电流变化率成正比二、自感系数自感系数物理意义表征产生自感电动势本领的大小大小决定因素线圈形状、横截面积、长短、匝数、铁芯等单位亨(h)、毫亨(mh)、微亨(h)基础自测思考判断1自感现象属于电磁感应现象()2当线圈中有电流时，线圈中就有自感电动势()3当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反()4线圈的自感系数大，其电阻一定大()5不管电流如何变化，线圈的自感系数不变()6产生的自感电动势较大，说明自感系数较大()合作探究1大城市的无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现试说明产生电火花的原因是什么？【提示】电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙产生电火花2照明用电灯泡内有螺旋状灯丝，且用的是交流电，开灯、关灯时，你发现自感现象了吗？请给予解释【提示】照明用交流电，开、关灯时灯丝内电流会发生变化，会有自感现象发生，只是由于灯丝的自感系数太小，自感现象不明显，使我们并没有发现合 作 探 究攻 重 难自感现象自感电动势在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变电路中稳态电流为i1、i2若i2i1，灯泡逐渐变暗若i2i1，灯泡闪亮后逐渐变暗两种情况灯泡电流方向均改变如图221所示甲、乙中，自感线圈l的电阻很小，接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光，下列说法正确的是()图211a在电路甲中，断开s，a将立即熄灭b在电路甲中，断开s，a将先变得更亮，然后逐渐变暗c在电路乙中，断开s，a将逐渐变暗d在电路乙中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗思路点拨：d甲图中，灯泡a与电感线圈l在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关s时，线圈l中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐变小，a、b错误；乙图中，灯泡a所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关s时、电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯泡a供电. 因此反向流过a的电流瞬间要变大然后逐渐变小，所以灯泡要先更亮一下，然后渐渐变暗，c错误，d正确自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(是增大还是减小)(2)根据“增反减同”，判断自感电动势的方向(3)分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小针对训练1(多选)如图222所示，灯la、lb完全相同，带铁芯的线圈l的电阻可忽略则()【导学号：11452035】图222as闭合的瞬间，la、lb同时发光，接着la熄灭，lb更亮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立即熄灭，la先亮一下再熄灭ads接通的瞬间，l支路中电流从无到有发生变化，因此，l中产生的自感电动势阻碍电流增大所以，s接通的瞬间l中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过la，故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，对la起到“短路”作用，因此，la便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会比以前更亮故选项a正确断开s的瞬间，线圈l产生自感电动势，在l、la回路中产生自感电流，所以la先亮一下再熄灭；lb在s断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以lb熄灭2.如图223所示，l1和l2是两个相同的小灯泡，l是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与r相同，由于存在自感现象，在开关s接通和断开时，l1、l2先后亮暗的顺序是()a接通时，l1先达最亮；断开时，l1后暗b接通时，l2先达最亮；断开时，l2后暗c接通时，l1先达最亮；断开时，l1先暗d接通时，l2先达最亮；断开时，l2先暗图223a开关闭合时，由于线圈l的自感作用阻碍电流的增大，所以大部分电流从l1中流过，l1先达最亮；开关断开时，线圈中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流的方向相同，且只能在l与l1的闭合回路中流过，l1中有自感电流，所以l1后暗故选项a正确自感系数自感系数l线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否通电及电流的大小无关具体地说，是由线圈截面的粗细、线圈的长短、匝数的密集程度(即单位长度的匝数)以及线圈内部是否存在铁芯等因素共同决定的且线圈越长、匝数越多、越密、横截面积越大，以及有铁芯时，线圈的自感系数就越大针对训练3关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是()a线圈中的自感电动势越大，线圈的自感系数一定越大b线圈的自感系数与线圈自身的因素以及有无铁芯有关c线圈中的电流不发生变化，自感系数一定为零d线圈中电流变化越快，自感系数越大b自感系数的大小是由线圈的匝数、形状、粗细、有无铁芯等因素决定的，与电流变化快慢及是否有电流、自感电动势大小无关匝数越多，自感系数越大；有铁芯时，自感系数显著增大故选项a、c、d错误，b正确4(多选)通过一个线圈的电流在均匀增大时，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cd线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故c项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关，故a错误；自感电动势ell，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，l一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，故b项错误，d项正确当 堂 达 标固 双 基1关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是()【导学号：11452036】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，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变d自感电动势总与原电流方向相反c线圈的自感系数l只由线圈本身的因素决定，选项a错误由e自l知，e自与成正比，与i无直接关系，选项b错误，c正确e自方向在电流增大时与原电流方向相反，在电流减小时与原电流方向相同，选项d错误2(多选)下列说法正确的是()a当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势b当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反c当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反d当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反ac由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，a对；当线圈中电流反向时，相当于电流先减小后反向增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，b错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，c对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，d错3下列单位关系不正确的是()a1亨1欧秒b1亨1伏安/秒c1伏1韦/秒 d1伏1亨安/秒b由el知，l，故1亨1伏秒/安，或1伏1亨安/秒，选项b错误，d正确；又1伏1安欧，故a正确；由en知，选项c也正确4在如图224所示的电路中，l1、l2为两个完全相同的灯泡，l为自感系数较大、电阻不能忽略的线圈，e为电源，s为开关关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是()图224a闭合开关，l2先亮，l1后亮；稳定后l2比l1更亮一些b闭合开关，l1先亮，l2后亮；稳定后l1、l2一样亮c断开开关，l1逐渐熄灭、l2先变得更亮后