2022版高中物理第四章6互感和自感课件新人教版选修3_2

1、6 6互感和自感互感和自感 学习目标学习目标 1.1.了解互感现象及互感现象的应用了解互感现象及互感现象的应用. .知道什么是互感现象和自感现象知道什么是互感现象和自感现象. .2.2.观察通电自感和断电自感实验现象观察通电自感和断电自感实验现象, ,了解自感现象了解自感现象, ,认识自感电动势的认识自感电动势的作用作用. .能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象. .3.3.了解自感现象中自感电动势的作用了解自感现象中自感电动势的作用, ,了解自感电动势的表达式了解自感电动势的表达式E=L ,E=L ,理解自感系数和自感系数的

2、决定因素理解自感系数和自感系数的决定因素. .4.4.通过对自感现象的研究通过对自感现象的研究, ,了解磁场的能量了解磁场的能量. .It课前预习课前预习 掌握新知掌握新知知识梳理知识梳理一、互感现象一、互感现象1.1.定义定义两个相互靠近的线圈两个相互靠近的线圈, ,当一个线圈中的电流当一个线圈中的电流 时时, ,它所产生的变它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象. .产生的电动势叫做产生的电动势叫做 . .2.2.应用应用互感现象可以把互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈由一个线圈传递到另一个线圈, , 、收音、收音机里的

3、机里的“ “ 就是利用互感现象制成的就是利用互感现象制成的. .变化变化互感电动势互感电动势能量能量变压器变压器磁性天线磁性天线电路电路现象现象自感电动势的作自感电动势的作用用通电通电自感自感接通电源的瞬间接通电源的瞬间, ,灯灯泡泡A A1 1 . . 电流的增加电流的增加3.3.危害危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间, ,在电力工程中和电子在电力工程中和电子电路中电路中, ,有时会影响电路的正常工作有时会影响电路的正常工作. . 二、自感现象二、自感现象1.1.定义定义: :当一个线圈中的电流当一个线圈中的电流 时时, ,它所产生它所产

4、生的的 . .变化变化变化变化自感电动势自感电动势较慢地亮起来较慢地亮起来阻碍阻碍断电断电自感自感断开开关的瞬间断开开关的瞬间, ,灯泡灯泡A A . . 电流的减小电流的减小逐渐变暗逐渐变暗阻碍阻碍三、自感系数三、自感系数1.1.自感电动势的大小自感电动势的大小: :E=E= . .其中其中L L是自感系数是自感系数, ,简称自感简称自感或电感或电感, ,单位单位: : , ,符号符号: : . .2.2.决定线圈自感系数大小的因素决定线圈自感系数大小的因素: :线圈的线圈的 、 、 , ,以及是否有以及是否有 等等. .ILt亨利亨利H H大小大小形状形状圈数圈数铁芯铁芯四、磁场的能量四、

5、磁场的能量1.1.线圈中的电流从无到有时线圈中的电流从无到有时, ,磁场从无到有磁场从无到有, ,电源的能量输送给电源的能量输送给 , ,储存在储存在 中中. .2.2.线圈中的电流减小时线圈中的电流减小时, , 中的能量释放出来转化为电能中的能量释放出来转化为电能. .线圈线圈线圈线圈磁场磁场科学思维科学思维1.1.思考判断思考判断(1)(1)互感现象只能发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间互感现象只能发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间, ,而不可能产生于相互而不可能产生于相互靠近的电路之间靠近的电路之间.(.( ) )(2)(2)自感现象中自感现象中, ,感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方

6、向相反感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方向相反. .( ( ) )(3)(3)线圈的自感系数大线圈的自感系数大, ,其电阻不一定大其电阻不一定大.(.( ) )(4)(4)自感系数越大自感系数越大, ,自感电动势不一定越大自感电动势不一定越大.(.( ) )(5)(5)对于同一线圈对于同一线圈, ,当电流变化较快时当电流变化较快时, ,线圈中的自感电动势也较大线圈中的自感电动势也较大.(.( ) )(6)(6)在断开电路时在断开电路时, ,与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭, ,说明能量不再说明能量不再守恒了守恒了.(.( ) )(1)(1)自感电动

7、势的作用是什么自感电动势的作用是什么? ?方向如何判断方向如何判断? ?答案答案: :总是阻碍导体中原电流的变化总是阻碍导体中原电流的变化. .当原电流增大时当原电流增大时, ,自感电动势与原自感电动势与原电流方向相反电流方向相反; ;当原电流减小时当原电流减小时, ,自感电动势与原电流方向一样自感电动势与原电流方向一样. .(2)(2)在演示断电自感时在演示断电自感时, ,开关断开后小灯泡并不立即熄灭开关断开后小灯泡并不立即熄灭, ,小灯泡消耗的小灯泡消耗的电能是从何处获得的电能是从何处获得的? ?答案答案: :线圈中有电流时线圈中有电流时, ,线圈就具有了磁场能线圈就具有了磁场能, ,断开

8、开关后断开开关后, ,线圈相当于线圈相当于电源电源, ,线圈中所储存的磁场能转化为电能线圈中所储存的磁场能转化为电能, ,给灯泡提供能量给灯泡提供能量. .课堂探究课堂探究 突破要点突破要点要点一对互感现象的理解和应用要点一对互感现象的理解和应用 探究导学探究导学 (1)(1)如图如图( (甲甲) )所示所示, ,在在“探究产生感应电流条件的实验中探究产生感应电流条件的实验中, ,改变通过小线改变通过小线圈圈A A中的电流大小中的电流大小, ,大线圈大线圈B B中就能产生感应电流中就能产生感应电流. .对这个现象是如何解释对这个现象是如何解释的的? ?答案答案: :当当A A线圈中的电流变化时

9、线圈中的电流变化时, ,穿过穿过B B线圈的磁通量发生了变化线圈的磁通量发生了变化, ,因此因此B B线线圈中会产生感应电流圈中会产生感应电流. .(2)(2)如图如图( (乙乙) )为互感线圈为互感线圈. .互感现象中能量是怎样转化的互感现象中能量是怎样转化的? ?答案答案: :互感现象中能量依靠原线圈电流产生的磁场能互感现象中能量依靠原线圈电流产生的磁场能, ,磁场能通过铁芯传磁场能通过铁芯传递到另一线圈递到另一线圈, ,又转化为电能又转化为电能. . 要点归纳要点归纳 1.1.互感现象是一种常见的电磁感应现象互感现象是一种常见的电磁感应现象, ,它不仅发生于绕在同一铁芯上它不仅发生于绕在

10、同一铁芯上的两个线圈之间的两个线圈之间, ,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间. .2.2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路. .变压器就是利用互变压器就是利用互感现象制成的感现象制成的. .3.3.在电力工程和电子电路中在电力工程和电子电路中, ,互感现象有时会影响电路的正常工作互感现象有时会影响电路的正常工作, ,这时这时要求设法减小电路间的互感要求设法减小电路间的互感. . 例例1 1 如图如图( (甲甲) )所示所示,A,B,A,B两绝缘金属环套在同一铁芯上两绝缘金属环套在同一铁芯上,A,

11、A环中电流环中电流iAiA随随时间时间t t的变化规律如图的变化规律如图( (乙乙) )所示所示, ,以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是( ( ) )1 1时刻时刻, ,两环作用力最大两环作用力最大2 2和和t3t3时刻时刻, ,两环相互吸引两环相互吸引2 2时刻两环相互吸引时刻两环相互吸引,t3,t3时刻两环相互排斥时刻两环相互排斥3 3和和t4t4时刻时刻, ,两环相互吸引两环相互吸引B B解析解析:t1:t1时刻感应电流为零时刻感应电流为零, ,故两环作用力为零故两环作用力为零, ,故故A A错误错误;t2;t2和和t3t3时刻时刻A A环中电流在减小环中电流在减小, ,那么那

12、么B B环中产生与环中产生与A A环中同向的电流环中同向的电流, ,故相互吸引故相互吸引, ,故故B B正确正确,C,C错误错误;t4;t4时刻时刻A A中电流为零中电流为零, ,两环无相互作用两环无相互作用, ,故故D D错误错误. .( (教师备用教师备用) )例例1-1:(1-1:(多项选择多项选择) )如下图如下图, ,是一种延时装置的原理图是一种延时装置的原理图, ,当当S1S1闭合时闭合时, ,电电磁铁磁铁F F将衔铁将衔铁D D吸下吸下,C,C线路接通线路接通; ;当当S1S1断开时断开时, ,由于电磁感应作用由于电磁感应作用,D,D将延将延迟一段时间才被释放迟一段时间才被释放.

13、 .那么那么( ( ) )A.A.由于由于A A线圈的电磁感应作用线圈的电磁感应作用, ,才产生延时释放才产生延时释放D D的作用的作用B.B.由于由于B B线圈的电磁感应作用线圈的电磁感应作用, ,才产生延时释放才产生延时释放D D的作用的作用2,2,无延时作用无延时作用2,2,延时将变化延时将变化BCBC解析解析:S1:S1断开时断开时, ,线圈线圈B B中的磁场变弱中的磁场变弱, ,线圈线圈B B中有感应电流中有感应电流,B,B中电流中电流的磁场继续吸引的磁场继续吸引D D而起到延时的作用而起到延时的作用, ,故故B B正确正确,A,A错误错误; ;假设假设S2S2断开断开, ,线圈线圈

14、B B中不产生感应电流而起不到延时作用中不产生感应电流而起不到延时作用, ,故故C C正确正确,D,D错误错误. . 针对训练针对训练1-1 1-1 在同一铁芯上绕着两个线圈在同一铁芯上绕着两个线圈, ,单刀双掷开关原来接在单刀双掷开关原来接在1 1处处, ,现把它从现把它从1 1扳到扳到2,2,如下图如下图, ,试判断在此过程中试判断在此过程中, ,在电阻在电阻R R上的电流方向是上的电流方向是( ( ) )A.A.先由先由PQ,PQ,再由再由QPQPB.B.先由先由QP,QP,再由再由PQPQC.C.始终由始终由QPQPD.D.始终由始终由PQPQC C解析解析: :开关由开关由1 1扳到

15、扳到2,2,线圈线圈A A中电流产生的磁场由向右变为向左中电流产生的磁场由向右变为向左, ,先减先减小后反向增加小后反向增加, ,由楞次定律可得由楞次定律可得R R中电流由中电流由QP,QP,应选项应选项C C正确正确. .要点二对自感现象的理解和应用要点二对自感现象的理解和应用 探究导学探究导学 如图如图( (甲甲) )演示了通电自感演示了通电自感, ,如图如图( (乙乙) )演示了断电自感演示了断电自感. .(1)(1)图图( (甲甲) )中开关中开关S S闭合时闭合时, ,灯泡灯泡A2A2立即正常发光立即正常发光, ,而灯泡而灯泡A1A1逐渐到达正常逐渐到达正常亮度亮度, ,这是为什么这

16、是为什么? ?答案答案: :由于开关由于开关S S闭合时闭合时, ,流过电感线圈的电流迅速增大流过电感线圈的电流迅速增大, ,线圈产生自感电线圈产生自感电动势阻碍原电流的增大动势阻碍原电流的增大, ,使流过使流过A1A1灯的电流比流过灯的电流比流过A2A2灯的电流增加得慢灯的电流增加得慢. .(2)(2)图图( (乙乙) )中先闭合开关使灯泡正常发光中先闭合开关使灯泡正常发光, ,然后断开开关然后断开开关. .开关断开前后开关断开前后, ,流过灯泡的电流方向是否一样流过灯泡的电流方向是否一样? ?为什么灯为什么灯A A不立即熄灭不立即熄灭? ?答案答案: :不同不同.S.S闭合时闭合时, ,灯

17、泡灯泡A A中电流方向向左中电流方向向左,S,S断开瞬间断开瞬间, ,灯泡灯泡A A中电流中电流方向向右方向向右. .开关断开时开关断开时, ,灯泡灯泡A A中由电源提供的电流瞬间变为零中由电源提供的电流瞬间变为零, ,而通过而通过线圈的电流减小线圈的电流减小, ,线圈中会产生自感电动势线圈中会产生自感电动势, ,且线圈与灯泡且线圈与灯泡A A构成闭合回构成闭合回路路, ,线圈对灯泡线圈对灯泡A A进展供电进展供电, ,所以灯不会立即熄灭所以灯不会立即熄灭. .通电自感通电自感断电自感断电自感电路图电路图 要点归纳要点归纳 1.1.对自感现象的分析思路对自感现象的分析思路(1)(1)明确通过自

18、感线圈的电流大小的变化情况明确通过自感线圈的电流大小的变化情况( (是增大还是减小是增大还是减小).).(2)(2)根据根据“增反减同增反减同, ,判断自感电动势的方向判断自感电动势的方向. .(3)(3)分析阻碍的结果分析阻碍的结果: :当电流增强时当电流增强时, ,由于自感电动势的作用由于自感电动势的作用, ,线圈中的电线圈中的电流逐渐增大流逐渐增大, ,与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大; ;当电流减小时当电流减小时, ,由由于自感电动势的作用于自感电动势的作用, ,线圈中的电流逐渐减小线圈中的电流逐渐减小, ,与线圈串联的元件中的电与线圈串联的元件中的

19、电流也逐渐减小流也逐渐减小. .2.2.通电自感和断电自感的比照通电自感和断电自感的比照器材要求器材要求L L1 1,L,L2 2同规格同规格,R=R,R=RL L,L,L较大较大L L很大很大( (有铁芯有铁芯),R),RL LR RLALA现象现象在在S S闭合瞬间闭合瞬间,L,L2 2灯立即亮起来灯立即亮起来,L,L1 1灯逐渐变亮灯逐渐变亮, ,最终一最终一样亮样亮在开关在开关S S断开瞬间断开瞬间,L,LA A灯突然闪亮一灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭下后再渐渐熄灭( (当抽掉铁芯后当抽掉铁芯后, ,重重做实验做实验, ,断开开关断开开关S S时时, ,会看到会看到L LA A灯马灯马上

20、熄灭上熄灭) )原因原因由于开关闭合时由于开关闭合时, ,流过电感线圈流过电感线圈的电流增大的电流增大, ,使线圈产生自感电使线圈产生自感电动势动势, ,阻碍电流的增大阻碍电流的增大, ,使流过使流过L L1 1灯的电流比流过灯的电流比流过L L2 2灯的电流增加灯的电流增加得慢得慢断开开关断开开关S S时时, ,流过线圈流过线圈L L的电流减的电流减小小, ,产生自感电动势产生自感电动势, ,阻碍电流的减阻碍电流的减小小, ,使电流继续存在一段时间使电流继续存在一段时间; ;在在S S断开后断开后, ,通过通过L L的电流反向通过的电流反向通过L LA A, ,且且由于由于R RL LR R

21、LALA, ,使得流过使得流过L LA A灯的电流在灯的电流在开关断开瞬间突然增大开关断开瞬间突然增大, ,从而使从而使L LA A灯灯突然亮一下突然亮一下能量转化情况能量转化情况电能转化为磁场能电能转化为磁场能磁场能转化为电能磁场能转化为电能 例例2 (20212 (2021黑龙江齐齐哈尔期末黑龙江齐齐哈尔期末) )如下图的电路中如下图的电路中A1A1和和A2A2是两个一样是两个一样的小灯泡的小灯泡,L,L是一个自感系数相当大的线圈是一个自感系数相当大的线圈, ,其阻值与其阻值与R R一样一样. .在开关在开关S S接通接通和断开时和断开时, ,灯泡灯泡A1A1和和A2A2亮暗的顺序是亮暗的

22、顺序是( ( ) )A.A.接通时接通时A1A1先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1后灭后灭B.B.接通时接通时A2A2先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1后灭后灭C.C.接通时接通时A1A1先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1先灭先灭D.D.接通时接通时A2A2先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1先灭先灭A A审题指导审题指导题干关键题干关键获取信息获取信息自感系数相当大自感系数相当大, ,开关开关S S接通接通瞬间瞬间自感线圈自感线圈L L相当于断路相当于断路, ,认为认为R R与与A A2 2并联后与并联后与A A1 1串联串联开关开关S S断开瞬间断开瞬间自感线

23、圈自感线圈L L相当于电源相当于电源, ,认为认为L L与与A A1 1形成闭合回路形成闭合回路解析解析: :当开关当开关S S接通时接通时,A1,A1和和A2A2同时亮同时亮, ,但由于自感现象的存在但由于自感现象的存在, ,流过线圈的电流过线圈的电流由零变大时流由零变大时, ,线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大, ,使通过线圈的电流从使通过线圈的电流从零开场慢慢增加零开场慢慢增加, ,所以开场时电流几乎全部从所以开场时电流几乎全部从A1A1通过通过, ,而该电流又将同时分路而该电流又将同时分路通过通过A2A2和和R,R,所以所以A1A1先达最亮先达最亮,

24、,经过一段时间电路稳定后经过一段时间电路稳定后,A1,A1和和A2A2到达一样亮到达一样亮; ;当开关当开关S S断开时断开时, ,电源电流立即为零电源电流立即为零, ,因此因此A2A2立即熄灭立即熄灭, ,而对而对A1,A1,由于通过线圈由于通过线圈的电流突然减小的电流突然减小, ,线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小, ,使线圈使线圈L L和和A1A1组成组成的闭合电路中有感应电流的闭合电路中有感应电流, ,所以所以A1A1后灭后灭. .选项选项A A正确正确,B,C,D,B,C,D错误错误. .学霸笔记学霸笔记通、断电自感现象的判断方法通、断电自感现象的判

25、断方法(1)(1)假设电路中的电流是稳定的假设电路中的电流是稳定的, ,电感线圈相当于一段导线电感线圈相当于一段导线, ,其阻碍作其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的用是由绕制线圈的导线的电阻引起的. .(2)(2)在电路接通时在电路接通时, ,自感电动势阻碍原电流的增加自感电动势阻碍原电流的增加, ,此时自感系数很大此时自感系数很大的电感线圈相当于断路的电感线圈相当于断路(3)(3)在电路断开时在电路断开时, ,自感电动势阻碍原电流的减小自感电动势阻碍原电流的减小, ,此时电感线圈相当此时电感线圈相当于一个电源于一个电源. .(4)(4)自感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化自感电动势总是

26、阻碍线圈中原电流的变化, ,而不是阻止而不是阻止, ,原电流仍原电流仍在变化在变化, ,只是使原电流的变化时间变长只是使原电流的变化时间变长, ,即总是起着推迟电流变化的作即总是起着推迟电流变化的作用用. .( (教师备用教师备用) )例例2-1:(20212-1:(2021福建泉州检测福建泉州检测) )如下图如下图, ,电感线圈电感线圈L L的自感系数足够大的自感系数足够大, ,其直流电阻忽略不计其直流电阻忽略不计,LA,LB,LA,LB是两个一样的灯泡是两个一样的灯泡, ,且在以下实验中不会且在以下实验中不会烧毁烧毁, ,电阻电阻R2R2阻值约等于阻值约等于R1R1的两倍的两倍, ,那么那

27、么( ( ) )A.A.闭合开关闭合开关S S时时,LA,LB,LA,LB同时到达最亮同时到达最亮, ,且且LBLB更亮一些更亮一些B.B.闭合开关闭合开关S S时时,LA,LB,LA,LB均慢慢亮起来均慢慢亮起来, ,且且LALA更亮一些更亮一些C.C.断开开关断开开关S S时时,LA,LA慢慢熄灭慢慢熄灭,LB,LB马上熄灭马上熄灭D.D.断开开关断开开关S S时时,LA,LA慢慢熄灭慢慢熄灭,LB,LB闪亮后才慢慢熄灭闪亮后才慢慢熄灭D D解析解析: :由于灯泡由于灯泡LALA、线圈、线圈L L和电阻和电阻R1R1串联串联, ,灯泡灯泡LBLB与电阻与电阻R2R2串联串联, ,当当S S

28、闭合的瞬间闭合的瞬间, ,通过线圈的电流突然增大通过线圈的电流突然增大, ,线圈产生自感电动势线圈产生自感电动势, ,阻碍阻碍电流的增加电流的增加, ,所以所以LBLB比比LALA先亮先亮, ,选项选项A,BA,B错误错误; ;由于由于LALA所在的支路电阻所在的支路电阻阻值偏小阻值偏小, ,故稳定时电流大故稳定时电流大, ,即即LALA更亮一些更亮一些; ;当当S S断开的瞬间断开的瞬间, ,线圈产线圈产生自感电动势生自感电动势, ,两灯组成的串联电路中两灯组成的串联电路中, ,电流从线圈中电流开场减小电流从线圈中电流开场减小, ,即从即从IAIA减小减小, ,故故LALA慢慢熄灭慢慢熄灭,

29、LB,LB闪亮后才慢慢熄灭闪亮后才慢慢熄灭, ,选项选项C C错误错误,D,D正确正确. . 针对训练针对训练2-1 (20212-1 (2021福建师大附中期末福建师大附中期末) )如下图如下图,P,Q,P,Q是完全一样的灯是完全一样的灯泡泡, ,线圈线圈L L的电阻不计的电阻不计, ,以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是( ( ) )A.A.闭合开关闭合开关S,QS,Q先亮先亮,P,P后亮后亮, ,最后最后P P比比Q Q亮亮B.B.闭合开关闭合开关S,QS,Q先亮先亮,P,P后亮后亮, ,最后最后Q Q比比P P亮亮C.C.断开开关断开开关S,S,流过流过Q Q的电流方向为图中的

30、的电流方向为图中的a a到到b bD.D.断开开关断开开关S,QS,Q先变得更亮然后才逐渐变暗、熄灭先变得更亮然后才逐渐变暗、熄灭C C解析解析: :闭合开关瞬间闭合开关瞬间, ,电流增大电流增大, ,由于电感线圈产生与原电流方向相反的由于电感线圈产生与原电流方向相反的自感电流阻碍原电流的增大自感电流阻碍原电流的增大, ,灯泡灯泡P P逐渐亮起来逐渐亮起来,Q,Q先亮先亮, ,最后一样亮最后一样亮, ,故故A,BA,B错误错误; ;断开开关时断开开关时, ,电流突然减小电流突然减小, ,线圈产生与原电流方向一样的自线圈产生与原电流方向一样的自感电流阻碍原电流的减小感电流阻碍原电流的减小, ,两

31、灯泡都逐渐熄灭两灯泡都逐渐熄灭, ,断开断开S S前前, ,通过通过P,QP,Q的电流的电流大小相等大小相等, ,故断开故断开S S时时,Q,Q不会更亮不会更亮,Q,Q的电流方向为图中的的电流方向为图中的a a到到b,b,故故C C正正确确,D,D错误错误. .要点三自感现象中的图象问题要点三自感现象中的图象问题 探究导学探究导学 如下图如下图, ,一个灯泡一个灯泡A A与一个线圈与一个线圈L L并联并联, ,接一电源和开关接一电源和开关S.S.(1)(1)在断开在断开S S时时, ,灯泡闪亮一下再熄灭灯泡闪亮一下再熄灭, ,这个现象的原因是什么这个现象的原因是什么? ?(2)(2)更换其他规

32、格的灯泡更换其他规格的灯泡, ,在断开在断开S S时时, ,灯泡只会缓慢变暗直至熄灭灯泡只会缓慢变暗直至熄灭, ,这个这个现象的原因是什么现象的原因是什么? ?答案答案:(1):(1)原因是自感线圈的电阻小于灯泡原因是自感线圈的电阻小于灯泡A A的电阻的电阻, ,在电路稳定时在电路稳定时, ,自感自感线圈的电流大于灯泡线圈的电流大于灯泡A A的电流的电流; ;当断开当断开S S时时, ,自感线圈中产生的感应电流比自感线圈中产生的感应电流比灯泡灯泡A A的原电流大的原电流大, ,那么灯泡那么灯泡A A闪亮一下再熄灭闪亮一下再熄灭. .(2)(2)当线圈的电阻大于灯泡的电阻时当线圈的电阻大于灯泡的

33、电阻时, ,在电路稳定时在电路稳定时, ,自感线圈的电流小自感线圈的电流小于灯泡于灯泡A A的电流的电流; ;当断开当断开S S时时, ,自感线圈中产生的感应电流比灯泡自感线圈中产生的感应电流比灯泡A A的原电的原电流小流小, ,灯泡只会延迟一段时间再熄灭灯泡只会延迟一段时间再熄灭. .类型类型变化情况变化情况灯泡灯泡( (线圈线圈) )的的i-ti-t图象图象通电通电自感自感电流逐渐增大到稳定值电流逐渐增大到稳定值I,I,灯泡逐渐变到稳定亮度灯泡逐渐变到稳定亮度断电断电自感自感电流方向不变但逐渐减小电流方向不变但逐渐减小到零到零, ,灯泡逐渐熄灭灯泡逐渐熄灭 要点归纳要点归纳 1.1.灯泡与

34、电感线圈串联灯泡与电感线圈串联, ,电路稳定时电流为电路稳定时电流为I,I,那么自感现象中那么自感现象中, ,灯泡的灯泡的电流、亮度变化特点如表所示电流、亮度变化特点如表所示. .2.2.灯泡与电感线圈并联灯泡与电感线圈并联, ,电路稳定时电路稳定时, ,灯泡的电流为灯泡的电流为I1,I1,电感线圈的电流电感线圈的电流为为I2,I2,那么自感现象中那么自感现象中, ,电感线圈电流变化特点与灯泡的电流、亮度变电感线圈电流变化特点与灯泡的电流、亮度变化特点如表所示化特点如表所示. .类型类型灯泡变化情况灯泡变化情况线圈的线圈的i-ti-t图象图象灯泡的灯泡的i-ti-t图象图象通电通电自感自感电流

35、突然变大电流突然变大, ,后后逐渐减小到稳定值逐渐减小到稳定值I I1 1; ;灯泡突然变亮灯泡突然变亮, ,后逐渐变暗到稳定后逐渐变暗到稳定亮度亮度 例例3 3 如下图如下图, ,图图( (甲甲) )为某同学研究自感现象的实验电路图为某同学研究自感现象的实验电路图, ,用电流传感用电流传感器显示各时刻通过线圈器显示各时刻通过线圈L L的电流的电流. .电路中灯泡的电阻电路中灯泡的电阻R1=6.0 ,R1=6.0 ,定值电阻定值电阻R=2.0 ,A,BR=2.0 ,A,B间的电压间的电压U=6.0 V.U=6.0 V.开关开关S S原来闭合原来闭合, ,电路处于稳定状态电路处于稳定状态, ,在

36、在t1=1.0t1=1.010-3 s10-3 s时刻断开开关时刻断开开关S,S,该时刻前后电流传感器显示的电流该时刻前后电流传感器显示的电流I I随时随时间间t t变化的图线如图变化的图线如图( (乙乙) )所示所示. .(1)(1)求出线圈求出线圈L L的电阻的电阻R RL L; ;(2)(2)在图在图( (甲甲) )中中, ,断开开关后通过灯泡的电流方向如何断开开关后通过灯泡的电流方向如何? ?(3)(3)在在t t2 2=1.6=1.61010-3-3 s s时刻线圈时刻线圈L L中的感应电动势的大小是多少中的感应电动势的大小是多少? ?审题指导审题指导题干关键题干关键获取信息获取信息

37、电路稳定时电路稳定时, ,由图由图( (乙乙) )知知线圈线圈L L的电流为的电流为1.5 A1.5 A线圈线圈L L是纯电阻是纯电阻, ,由欧姆定律可求线圈由欧姆定律可求线圈L L的电阻的电阻R RL L图图( (乙乙) )的的1.01.01010-3-3 s s3.03.01010-3-3 s s时间内的时间内的图象图象在在t t2 2=1.6=1.61010-3-3 s s时刻时刻, ,线圈线圈L L中的电中的电流流I=0.2 AI=0.2 A电阻电阻R RL L相当于电源的内阻相当于电源的内阻, ,由闭合电路由闭合电路欧姆定律可求感应电动势的大小欧姆定律可求感应电动势的大小(2)(2)

38、断开开关后断开开关后, ,线圈线圈L L、电阻、电阻R R和灯泡构成一闭合回路和灯泡构成一闭合回路, ,由自感规律可由自感规律可知知, ,灯泡中的电流方向向左灯泡中的电流方向向左. .(3)(3)由题图可知由题图可知,t,t2 2=1.6=1.61010-3-3 s s时刻线圈时刻线圈L L中的电流中的电流I=0.2 A,I=0.2 A,此时线此时线圈圈L L相当于电源相当于电源, ,由闭合电路欧姆定律得由闭合电路欧姆定律得E=I(RE=I(RL L+R+R+R+R1 1)=0.2)=0.2(2.0+2.0+6.0) V=2.0 V.(2.0+2.0+6.0) V=2.0 V.答案答案: :(

39、1)2.0 (1)2.0 (2)(2)向左向左(3)2.0 V(3)2.0 V学霸笔记学霸笔记(2)(2)在电路断开瞬间在电路断开瞬间, ,电感电流大小与电感线圈原电流的大小相等电感电流大小与电感线圈原电流的大小相等, ,以以后电感电流在此电流根底上缓慢减小到零后电感电流在此电流根底上缓慢减小到零. .自感现象的分析方法自感现象的分析方法(1)(1)在电路断开时在电路断开时, ,电感线圈相当于一个电源电感线圈相当于一个电源, ,电感线圈的电阻相当于电感线圈的电阻相当于电源的内阻电源的内阻. .( (教师备用教师备用) )例例3-1:3-1:如下图的电路中如下图的电路中, ,电源的电动势为电源的

40、电动势为E,E,内阻为内阻为r,r,电感电感L L的电阻不计的电阻不计, ,电阻电阻R R的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡D D的阻值的阻值, ,在在t=0t=0时刻闭合开关时刻闭合开关S,S,经过一段时间后经过一段时间后, ,在在t=t1t=t1时刻断开时刻断开S,S,以下表示以下表示A,BA,B两点间电压两点间电压UABUAB随时间随时间t t变化的图象中变化的图象中, ,正确的选项是正确的选项是( ( ) )B B解析解析: :在在t=0t=0时刻闭合开关时刻闭合开关S S时时, ,线圈中电流增大线圈中电流增大, ,产生自感电动势产生自感电动势, ,使使得线圈中电流只能逐渐增大得线圈中电流只

41、能逐渐增大, ,干路中电流干路中电流I I也逐渐增大也逐渐增大, ,根据欧姆定根据欧姆定律律UAB=E-Ir,UABUAB=E-Ir,UAB逐渐减小直到稳定逐渐减小直到稳定. .稳定时稳定时, ,电阻电阻R R的电流小于灯泡的电流小于灯泡D D的电流的电流. .在在t=t1t=t1时刻断开时刻断开S S时时, ,灯泡中原来的电流立即减小为零灯泡中原来的电流立即减小为零, ,线圈线圈中产生自感电动势中产生自感电动势, ,电阻电阻R R、灯泡、灯泡D D和线圈组成回路和线圈组成回路, ,回路中电流从原回路中电流从原来电阻来电阻R R中的电流值逐渐减小到零中的电流值逐渐减小到零, ,此时流过灯泡此时

42、流过灯泡D D的电流方向与原的电流方向与原来的方向相反来的方向相反,B,B点的电势比点的电势比A A点电势高点电势高,UAB0.,UAB0.由于稳定时线圈中电由于稳定时线圈中电流较小流较小, ,根据根据UAB=IRD,UAB=IRD,那么此时那么此时UABUAB值比稳定时小值比稳定时小. .选项选项B B正确正确. . 针对训练针对训练3-1 (20213-1 (2021河南南阳月考河南南阳月考) )在如下图的电路中在如下图的电路中, ,两个一样的两个一样的小灯泡小灯泡A1A1和和A2A2分别串联一个带铁芯的电感线圈分别串联一个带铁芯的电感线圈L L和一个滑动变阻器和一个滑动变阻器R,R,闭闭

43、合开关合开关S S后后, ,调整调整R,R,使使A1A1和和A2A2发光的亮度一样发光的亮度一样, ,此时流过两个灯泡的电流此时流过两个灯泡的电流均为均为I,I,然后断开然后断开S,S,假设假设tt时刻再闭合时刻再闭合S,S,那么在那么在tt前后的一小段时间内前后的一小段时间内, ,正确反映流过正确反映流过A1A1的电流的电流i1i1、流过、流过A2A2的电流的电流i2i2随时间随时间t t变化的图象是变化的图象是( ( ) )B B解析解析: :由于小灯泡由于小灯泡A1A1与电感线圈串联与电感线圈串联, ,断开断开S S后再闭合后再闭合, ,流过流过A1A1的电流的电流I1I1从无到有从无到

44、有( (即增大即增大),),电感线圈对电流有阻碍作用电感线圈对电流有阻碍作用, ,所以流过灯泡所以流过灯泡A1A1的电的电流从流从0 0开场逐渐增大开场逐渐增大, ,最终到达最终到达I,I,故故A A错误错误,B,B正确正确; ;由于小灯泡由于小灯泡A2A2与滑动与滑动变阻器串联变阻器串联, ,断开断开S S后再闭合后再闭合, ,立即有电流通过立即有电流通过A2,A2,当当I1I1电流逐渐增大时电流逐渐增大时, ,流过流过A2A2的电流逐渐减小的电流逐渐减小, ,最终减到最终减到I,I,故故C,DC,D错误错误. .随堂演练随堂演练 检测效果检测效果1.(20211.(2021宁夏银川期末宁夏

45、银川期末) )以下关于自感现象的说法中以下关于自感现象的说法中, ,不正确的选项是不正确的选项是( ( ) )A.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.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.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.D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大B B解析解析: :线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感

46、电动势的原电流的变线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化化, ,可能与原电流方向一样可能与原电流方向一样, ,也可能与原电流方向相反也可能与原电流方向相反, ,应选项应选项B B错错误误,A,C,D,A,C,D正确正确. .2.2.如下图如下图,L,L为自感系数较大的线圈为自感系数较大的线圈, ,电路稳定后小灯泡正常发光电路稳定后小灯泡正常发光, ,当断开当断开开关开关S S的瞬间会有的瞬间会有( ( ) )A.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄

47、灭突然闪亮一下再突然熄灭A A解析解析: :此题中此题中, ,当开关当开关S S断开时断开时, ,由于通过自感线圈的电流从有变到零由于通过自感线圈的电流从有变到零, ,线圈将产生自感电动势线圈将产生自感电动势, ,但由于线圈但由于线圈L L与灯与灯A A在在S S断开后不能形成闭合回断开后不能形成闭合回路路, ,故在开关断开后通过灯故在开关断开后通过灯A A的电流为零的电流为零, ,灯立即熄灭灯立即熄灭.A.A正确正确. .年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A,A线圈与电源、滑动变阻器线圈与电源、滑动变阻器R R组成一组成一个回路个回路,B,B线圈与开关线圈与开关S S、电流表、电流表G G组成另一个回路组成另一个回路, ,如下图如下图. .通过屡