鲁科版选修32 2.2 自感 学案.docx

2 2 自感 学案 1 知道自感现象是一种常见的电磁感应现象 2 知道自感现象产生的原因 3 知道自感电动势的概念及大小的决定因素 4 知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量 知道它的决定因素及单位 1 自感现象是由于 发生变化而产生的电磁感应现象 2 自感电动势是由于 发生变化而产生的感应电动势 1 自感电动势的方向原电流增大时 与原电流方向 原电流减小时 与原电流方向 2 自感电动势的作用阻碍自身电流的 3 自感电动势的大小与线圈的 和线圈中电流 有关 3 自感系数由线圈本身的性质决定 线圈越 横截面积越 匝数越 它的自感系数就越大 另外将铁芯插入线圈 也会使线圈的自感系数 4 自感系数的单位是 符号为h 另外还有和 主题1实验与探究 1 如图甲所示 合上开关 接通电路 调节r0 使小灯泡l1和小灯泡l2正常发光时的亮度相同 然后断开开关 观察两只小灯泡的亮度的变化有什么不同 用电磁感应规律解释该现象 2 如图乙所示 闭合开关后 调节r0使两灯亮度相同 再断开开关 然后再次闭合开关 注意观察在通电瞬间两灯泡的亮度有什么不同 并特别注意与线圈相连的l2的亮度变化情况 是什么原因造成两只小灯泡发光情况的不同 主题2自感现象和自感电动势 通过主题1中两个实验的现象 分析断电自感 甲图 和通电自感 乙图 中自感电动势的作用是什么 自感电动势的方向如何判断 主题3自感系数 自感电动势的大小与线圈中原电流的变化快慢 i t有关 也与线圈的自感系数l有关 电流变化越快 线圈自感系数l越大 自感电动势越大 根据教材可知自感系数单位1 h 1 v s a 那么 自感电动势的表达式可能是怎样的 1 如图所示的电路中 l为带铁芯的电感线圈 直流电阻不计 下列说法正确的是 a 合上s时 灯泡立即变亮 b 合上s时 灯泡慢慢变亮 c 断开s时 灯泡立即熄灭 d 断开s时 灯泡慢慢熄灭 2 为了测出自感线圈的直流电阻 可采用如图所示的电路 在测量完毕后将电路解体时应该 a 首先断开开关s1 b 首先断开开关s2 c 首先拆除电 d 首先拆除安培表 3 在如图所示的电路中 两个相同的电流表和的零点均在刻度盘的中央 当电流从 接线柱流入时 指针向 接线柱摆 当电流从 接线柱流入时 指针向 接线柱摆 在电路接通后再断开开关s的瞬间 下列说法正确的是 a 的指针在右摆位置 的指针向左摆 b 的指针在左摆位置 的指针向右摆 c 两表的指针都在右摆位置 d 两表的指针都向左摆 4 下列关于线圈中自感电动势大小的说法正确的是 a 线圈的自感系数越大 自感电动势就越大 b 线圈中电流变化越快 自感系数也越大 c 自感系数一定时 电流变化越大 自感电动势越大 d 自感系数一定时 电流变化越快 自感电动势越大 拓展一两种自感现象及分析 1 如图所示 电阻的阻值为r 电感线圈的直流电阻也为r 电感线圈的自感系数较大 q1 q2是两只完全相同的灯泡 1 当开关s闭合后 下列说法正确的是 a q2比q1先亮 最后q1 q2亮度变得相同 b q1比q2先亮 最后q1亮度大于q2亮度 c q1 q2同时亮 最后q1 q2亮度变得相同 d q1 q2同时亮 最后q1亮度大于q2亮度 2 图示中 断开开关s前流过灯q1的电流方向向 断开开关后流过灯q1的电流为 断开开关s前流过灯q2的电流方向向 断开开关后流过灯q2的电流 拓展二断电自感中灯泡 猛然变亮 的分析 2 在如图甲 乙所示的电路中 电阻r和自感线圈l的电阻都小于灯泡的电阻 闭合s使电路达到稳定 灯泡q发光 下列说法正确的是 a 在电路甲中 断开s后 q1将渐渐变暗 b 在电路甲中 断开s后 q1将先变得更亮 然后渐渐变暗 c 在电路乙中 断开s后 q2将渐渐变暗 d 在电路乙中 断开s后 q2将先变得更亮 然后渐渐变暗 参考答案 知识体系梳理 导体自身电流 导体自身电流 相反 相同 变化 自感系数 变化的快慢 长 大 多 大大增加 亨 毫亨 微亨 重点难点探究 主题1 1 现象断开开关 与电阻器r0并联的小灯泡l2立刻就熄灭了 而与线圈l并联的小灯泡l1逐渐熄灭 也有可能猛然一亮后才逐渐熄灭 解释在开关断开时 电池组不再向电路供电了 干路上的电流立刻减小到零 与变阻器r0并联的灯泡l2由于没有电供电立刻就熄灭了 而当开关断开的瞬间 通过线圈的电流突然减小 穿过线圈的磁通量随之减小 从而在线圈中产生感应电动势 线圈本身暂时成为电 使线圈l和灯泡l1所构成的回路中仍然有电流产生 所以灯泡l1不会立即熄灭 2 现象闭合开关后 灯l1立刻就亮了 而灯l2却是逐渐亮起 解释在接通电路的瞬间 线圈中的磁通量突然增加 线圈中产生了感应电动势 这个感应电动势阻碍电流的迅速增大 与原电流方向相反 所以灯l2中的电流只能缓慢增大 主题2作用自感电动势总是阻碍原电流的变化 但不是阻止电流的变化 对原电流的变化只起延缓作用 使原电流的变化时间延长 但最终结果不受影响 方向当原电流增大时 自感电动势方向与原电流方向相反 当电流减小时 自感电动势方向与原电流方向相同 主题3根据法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比 线圈的磁通量的变化率又与电流成正比 那么自感电动势的大小可能表示为e k i t 这样比例常数k的单位就是v s a 也就是h 所以自感电动势的表达式可能为e k i t 其中k就是自感系数 基础智能检测 1 bc 2 b 3 a 4 d 全新视角拓展 1 1 c 2 右 0 右 与断开开关前的电流方向相反 解析 1 当s闭合的瞬间 l支路中的电流从无到有发生变化 因此在l中产生自感电动势阻碍电流增大 由于自感系数很大 对电流的阻碍作用很强 所以在接通s后极短的时间里l中的电流几乎为零 可以将l支路看成断路 故q1 q2同时发光 由于l中的电流从无到有很快稳定 感应电动势消失 l相当于电阻r 所以最终q1 q2亮度变得相同 2 断开开关前 电池为灯供电 流过灯的电流方向都向右 断开开关 电池和灯的联系被切断 线圈l中产生自感电动势 线圈l相当于电 与q2灯构成回路 所以断开开关后 线圈l中电流向右 q2中的电流方向向左 另外 q1中无电流通过 因为q2和r被短路了 2 ad 解析 在电路甲中 设通过线圈l的电流为il甲 通过q1及r的电流为iq1和ir 同理 设电路乙中通过l q2 r的电流分别为il乙 iq2 ir乙 很明显 i