鲁科版选修32 第2章第2节自感 课件（26张）.ppt

第2节自感 第2章楞次定律和自感现象 学习目标1 了解自感现象及自感现象产生的原因 2 知道自感现象中的一个重要概念 自感系数 了解影响其大小的因素 3 了解日常生活和生产技术中自感现象的应用情况 第2章楞次定律和自感现象 一 自感现象和自感电动势1 自感现象 由导体 变化所产生的电磁感应现象 2 自感电动势 1 定义 由导体 变化所产生的感应电动势 2 特点 总是阻碍导体中原电流的 3 方向 线圈中电流增大时 自感电动势的方向与原电流 当线圈中电流减小时 自感电动势的方向与原电流 自身的电流 自身电流 变化 方向相反 方向相同 2 自感系数的物理意义表征线圈能产生自感电动势本领大小的物理量 数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1a 产生的自感电动势的大小 3 决定自感系数l大小的因素线圈的自感系数与线圈的 横截面积 匝数等因素有关 线圈的横截面积越大 匝数越多 越密 线圈越长 它的自感系数就 将 插入线圈 也会使线圈的自感系数大大增加 形状 长短 越大 铁芯 4 单位自感系数的单位是 简称 符号是 常用的较小单位还有 mh 和 h 1mh h 1 h h 想一想 2 自感系数和力学中反映物体惯性大小的 质量 对比 看它们有哪些相似之处 提示 自感系数l的大小表示线圈对电流变化阻碍作用的大小 它反映了线圈对电流变化延时作用的强弱 因此 自感系数也可叫做 电磁量 力学中的质量是表示物体的惯性大小的参量 它反映了物体对速度变化阻碍作用的强弱 自感系数l和质量都是物体本身属性的一种表现 亨利 亨 h 毫亨 微亨 10 3 10 6 1 自感电动势是感应电动势 遵循楞次定律 自感电动势是由电流的变化引起的 因此自感电动势的阻碍作用表现为总是阻碍线圈中电流的变化 2 像理解楞次定律一样 自感电动势的阻碍作用不等于阻止 它只是延缓了电流变化过程的进行 但并不能使变化过程停止 更不能使过程反向 这就是电的 惯性 对自感电动势的理解 下列说法正确的是 a 即使线圈中电流不变 线圈也会有自感电动势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 c 解析 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错误 当线圈中电流反向时 相当于电流减小 线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同 b错误 当线圈中电流增大时 自感电动势阻碍电流增大 线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 c正确 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错误 名师归纳理解自感电动势的作用及判断自感电动势 电流 方向时要理解好 阻碍 的含义 用好 阻碍 做分析 记好 增反减同 是规律 d 1 通电自感 通电自感与断电自感的分析 电路稳定时a1 a2亮度相同 a1先亮 由于a1支路为纯电阻电路 不产生自感现象 a2逐渐变亮最后与a1一样亮 由于l的自感作用阻碍a2支路电流增大 出现 延迟 现象 a1 a2同时亮 但a1比a2更亮一些 随后a1变暗 a2更亮 最后一样亮 电路稳定时a1 a2亮度相同 2 断电自感 il ia a1猛然亮一下再逐渐熄灭 il ia a1由原来亮度逐渐熄灭 il ia a1先立即变暗一些再逐渐熄灭 r0为纯电阻不产生自感现象 a2立即熄灭 l为自感系数较大的线圈 断开s后 l中产生自感电动势 与a1组成闭合回路 线圈中的电流在原来电流值基础上逐渐减小 特别提醒 在通电自感现象中 线圈l相当于阻值逐渐减小的 电阻 在断电自感现象中 线圈l相当于电动势逐渐减小的 电源 在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭 一是看是否能组成临时回路 二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大 还是小 某同学为了验证断电自感现象 自己找来带铁芯的线圈l 小灯泡a 开关s和电池组e 用导线将它们连接成如图所示的电路 检查电路后 闭合开关s 小灯泡发光 再断开开关s 小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象 虽经多次重复 仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象 他冥思苦想找不出原因 你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 a 电源的内阻较大b 小灯泡电阻偏大c 线圈电阻偏大d 线圈的自感系数较大 c 思路探究 1 自感线圈在电路中的作用是什么 2 小灯泡能否 闪亮 的原因是什么 解析 根据实物连线图画出正确的电路图如图所示 当闭合开关s 电路稳定之后 小灯泡中有稳定的电流ia 电感线圈中有稳定的电流il 当开关s突然断开时 电流ia立即消失 但是 由于自感电动势的作用 流过线圈的电流il不能突变 而是要继续流动 于是 电感线圈和小灯 泡构成了回路 如果il ia 则能观察到小灯泡闪亮一下再熄灭 线圈的自感系数越大 小灯泡延时闪亮的时间就越长 如果不满足il ia的条件 小灯泡只是延时熄灭 不会观察到闪亮一下再熄灭 可见灯泡未闪亮的根本原因是不满足il ia的条件 这是线圈电阻偏大造成的il偏小 所以本题正确选项是c 规律方法解答含有线圈的电路的基本思路 1 解答此类问题要分析线圈与周围元件的连接方式 是串联还是并联 2 当开关接通瞬间线圈阻碍所在串联电路电流的增大 因此与线圈串联的元件电流都从零开始逐渐增大 3 当开关断开瞬间 线圈阻碍所在串联电路电流的减小 此时要分清自感电流流经哪些元件 所有自感电流流经的元件都要工作一段时间 直到电能全部损失掉 2 2014 抚州高二检测 如图所示 e为电池 l是电阻可忽略不计 自感系数足够大的线圈 d1 d2是两个规格相同的灯泡 s是控制电路的开关 对于这个电路 下列说法不正确的是 a 刚闭合s的瞬间 通过d1 d2的电流大小相等b 刚闭合s的瞬间 通过d1 d2的电流大小不等c 闭合s待电路达到稳定后 d1熄灭 d2比s刚闭合时亮d 闭合s待电路达到稳定后 再将s断开瞬间 d1不立即熄灭 d2立即熄灭 b 解析 刚闭合s瞬间 由于l产生反方向的自感电动势 阻碍l中电流的增大 所以l中电流为零 d1 d2中电流相等 a正确 b错误 闭合s待电路稳定后 l把d1短路 d1熄灭 电路电阻减小 流过d2的电流增大 所以d2比s刚闭合时亮 c正确 将s断开瞬间 d2电流消失 立即熄灭 l产生同向的自感电动势并与d1构成回路 所以d1闪亮一下再逐渐熄灭 d正确 规范答题 自感现象与电路知识的结合 范例 10分 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图 电路中电灯的电阻r1 6 0 定值电阻r 2 0 ab间电压u 6 0v 开关s原来闭合 电路处于稳定状态 在t1 1 0 10 3s时刻断开开关s 此时刻前后通过线圈l的电流随时间变化的图线如图乙所示 3 由图乙可知 在t2 1 6 10 3s时刻电感线圈l的电流i 0 2a 线圈此时相当于一个电源 由闭合电路的