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1、5自感,第一章電磁感應(yīng),學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),,一、通電自感現(xiàn)象,,答案,通電自感：如圖1所示，開(kāi)關(guān)S閉合的時(shí)候兩個(gè)燈泡的發(fā)光情況有什么不同，根據(jù)楞次定律結(jié)合電路圖分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？,,知識(shí)探究,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,答案現(xiàn)象：燈泡A2立即正常發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來(lái).原因：電路接通時(shí)，電流由零開(kāi)始增加，穿過(guò)線圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量與原來(lái)電流產(chǎn)生的磁通量方向相反，則線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向與原來(lái)的電流方向相反，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達(dá)到正常值的時(shí)間.,自感及自感電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)：(1)自感：由于導(dǎo)體線圈本身的電流發(fā)
2、生而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，稱(chēng)為自感.由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做.(2)當(dāng)線圈中的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向，阻礙電流的，但不能阻止電流的變化.,,,知識(shí)梳理,變化,自感電動(dòng)勢(shì),相反,增大,,答案,如圖2所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(),,,即學(xué)即用,B,,解析S閉合時(shí)，由于與A燈泡串聯(lián)的線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D錯(cuò)，B正確.,解析答案,圖2,A.A比B先亮，然后A滅B.B比A先亮C.A、B一起亮，然后A滅D.A、B一起亮，然后B滅,二、斷電自感現(xiàn)象,斷電自感：如圖3所示，先閉合開(kāi)
3、關(guān)使燈泡發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān).,答案S閉合時(shí)，燈泡A中電流方向向左，S斷開(kāi)瞬間，燈泡A中電流方向向右，所以開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前后，流過(guò)燈泡的電流方向相反.,,,導(dǎo)學(xué)探究,,答案,(1)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后，流過(guò)燈泡的電流方向相同嗎？,圖3,(2)在斷開(kāi)過(guò)程中，有時(shí)燈泡閃亮一下再熄滅，有時(shí)燈泡只會(huì)緩慢變暗直至熄滅，請(qǐng)分析上述兩種現(xiàn)象的原因是什么？,答案在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流比燈泡中的原電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅，就必須使自感線圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡.而當(dāng)線圈電阻大于燈泡電阻時(shí)，燈泡只會(huì)緩慢變暗直至熄滅.,,答案,圖3,對(duì)斷電自感現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)：(1)當(dāng)線圈中的電
4、流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向；(2)斷電自感中，若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間通過(guò)燈泡的電流斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前的電流，燈泡會(huì)閃亮一下；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間通過(guò)燈泡的電流斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前的電流，燈泡不會(huì)閃亮一下，而是逐漸變暗.(3)自感電動(dòng)勢(shì)總是線圈中電流的變化，但不能阻止線圈中電流的變化.,,,知識(shí)梳理,相同,,答案,大于,小于等于,阻礙,(多選)如圖4所示甲、乙電路，自感線圈L的電阻都很小.閉合開(kāi)關(guān)S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則(),,解析答案,,,即學(xué)即用,圖4,A.在電路甲中，斷開(kāi)S，A將逐漸變暗B.在電路甲中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開(kāi)S，A將逐漸變暗D.在電路乙中，斷開(kāi)S，A
5、將先變得更亮，然后漸漸變暗,解析題圖甲中，A與電感線圈L在同一個(gè)支路中，流過(guò)的電流相同，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈L中的自感電動(dòng)勢(shì)要維持原電流不變，所以開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，A的電流不變，以后電流漸漸變小.因此，A漸漸變暗.題圖乙中，A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，電感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的變小，此瞬間電感線圈中的電流不變，電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源給A供電.因此，反向流過(guò)A的電流瞬間要變大，然后漸漸變小，所以A將先閃亮一下，然后漸漸變暗.答案AD,三、自感電動(dòng)勢(shì),如圖5所示，李輝在斷開(kāi)正在工作的電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電火花，這是為什么？,,,導(dǎo)學(xué)探究,
6、,答案,圖5,答案電動(dòng)機(jī)中的線圈匝數(shù)很多，當(dāng)電路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，使得開(kāi)關(guān)中的金屬片之間產(chǎn)生電火花.,自感電動(dòng)勢(shì)及自感系數(shù)：(1)自感電動(dòng)勢(shì)：EL＝，其中L是自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感.單位：，符號(hào)：.(2)自感系數(shù)與線圈的、、，以及是否有鐵芯等因素有關(guān).,,,知識(shí)梳理,,享利,,答案,H,形狀,體積,匝數(shù),關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說(shuō)法正確的是()A.線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)就一定越大B.線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C.線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D.線圈的自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)及有無(wú)鐵芯決定,,解析答案,,,即學(xué)即用,,解析自感系數(shù)是由線圈的形狀、體積、匝數(shù)
7、、有無(wú)鐵芯等因素決定的，故B、C錯(cuò)，D對(duì)；自感電動(dòng)勢(shì)不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流變化快慢有關(guān)，故A錯(cuò).,D,返回,例1如圖6所示，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，且在下列實(shí)驗(yàn)中不會(huì)燒毀，電阻R2阻值約等于R1的兩倍，則(),一、自感現(xiàn)象的分析,,典例精析,,歸納總結(jié),解析答案,圖6,A.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA、LB同時(shí)達(dá)到最亮，且LB更亮一些B.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA、LB均慢慢亮起來(lái)，且LA更亮一些C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA慢慢熄滅，LB馬上熄滅D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅,,解析由于燈泡LA與線圈L串聯(lián)，燈泡LB與電阻R2串聯(lián)，當(dāng)S閉
8、合的瞬間，通過(guò)線圈的電流突然增大，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增加，所以LB先亮，A、B錯(cuò)誤.由于LA所在的支路電阻阻值偏小，故穩(wěn)定時(shí)電流大，即LA更亮一些，當(dāng)S斷開(kāi)的瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，兩燈組成的串聯(lián)電路中，電流從線圈中電流開(kāi)始減小，即從IA減小，故LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅，C錯(cuò)誤，D正確.答案D,歸納總結(jié),歸納總結(jié),,1.通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷路.2.電流增大過(guò)程中自感線圈對(duì)電流有阻礙作用.3.電流穩(wěn)定時(shí)自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體，若其直流電阻忽略不計(jì)，則相當(dāng)于導(dǎo)線.4.斷電時(shí)，自感線圈相當(dāng)于電源，其電流由原值逐漸減小，不會(huì)發(fā)生突變.(必須有閉合回路),針對(duì)訓(xùn)練(多選)如圖7
9、所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)，LA是一燈泡，下列說(shuō)法正確的是(),,圖7,A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡B.開(kāi)關(guān)S閉合后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡D.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，燈泡中有從a到b的電流，而在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡中有從b到a的電流,解析答案,解析開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，燈泡中的電流從a到b，A錯(cuò)誤；線圈由于自感作用，通過(guò)它的電流逐漸增加，開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線圈對(duì)電流無(wú)阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無(wú)電流通過(guò)，B正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，由于線圈的自感作用，線圈中原有從a到b的電流將逐漸減小，線圈與燈泡形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流，C
10、錯(cuò)誤，D正確.答案BD,例2如圖8所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過(guò)電感線圈的電流是2A，流過(guò)燈泡的電流是1A，現(xiàn)將S突然斷開(kāi)，S斷開(kāi)前后，能正確反映流過(guò)燈泡的電流i隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像是(),二、自感現(xiàn)象的圖像問(wèn)題,,圖8,解析答案,拓展深化,解析開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前，通過(guò)燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，自感線圈的支路由于自感作用會(huì)產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使線圈中的電流從原來(lái)的2A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過(guò)燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2A逐漸減小到零，但是方向與原來(lái)通過(guò)燈泡D的電流方向相反，D對(duì).答案D,,拓展深化,拓展深化,,上題
11、中斷電時(shí)燈泡有無(wú)閃亮現(xiàn)象發(fā)生？,答案有.,,答案,例3如圖9所示是日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖，若按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是(),三、對(duì)日光燈工作原理的理解,,解析答案,圖9,A.S1接通，S2、S3斷開(kāi)，日光燈就能正常發(fā)光B.S1、S2接通，S3斷開(kāi)，日光燈就能正常發(fā)光C.S3斷開(kāi)，接通S1、S2后，再斷開(kāi)S2，日光燈就能正常發(fā)光D.當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光,返回,解析當(dāng)S1接通，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電源電壓220V直接加在燈管兩端，達(dá)不到燈管啟動(dòng)的高壓值，日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.當(dāng)S1、S2接通，S3斷開(kāi)時(shí)，燈絲兩端被短路，電壓為零，不能使
12、氣體電離導(dǎo)電，日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，則鎮(zhèn)流器被短路，燈管兩端電壓過(guò)高，會(huì)損壞燈管，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.只有當(dāng)S1、S2接通，燈絲被預(yù)熱，發(fā)出電子，再斷開(kāi)S2，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，和原電壓一起加在燈管兩端，使氣體電離，日光燈正常發(fā)光，選項(xiàng)C正確.答案C,,返回,1.(多選)如圖10所示電路中，、是兩只相同的電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是(),,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,,圖10,A.開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，電流表的讀數(shù)大于的讀數(shù)B.開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，電流表的讀數(shù)小于的讀數(shù)C.開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，電流表的讀數(shù)大于的讀
13、數(shù)D.開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，電流表的讀數(shù)等于的讀數(shù),BD,答案,,答案,2.如圖所示，S為啟動(dòng)器，L為鎮(zhèn)流器，其中日光燈的接線圖正確的是(),1,2,3,4,A,3.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖11所示的電路.檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因.你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(),1,2,3,4,圖11,,解析答案,A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大D.線圈的自感
14、系數(shù)較大,解析從實(shí)物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡A并聯(lián)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，小燈泡A中原來(lái)的電流立即消失，線圈L與小燈泡組成閉合回路，由于自感，線圈中的電流逐漸變小，使小燈泡中的電流反向且與線圈中電流大小相同，小燈泡未閃亮說(shuō)明斷開(kāi)S前，流過(guò)線圈的電流與小燈泡的電流相同或較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項(xiàng)C正確.答案C,1,2,3,4,4.在如圖12所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)節(jié)R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開(kāi)S.若t′時(shí)刻再閉合S，則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過(guò)L1的電流i1、流過(guò)L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖像是(),,1,2,3,4,返回,圖12,解析答案,解析與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)的L2，沒(méi)有自感，直接變亮，電流變化圖像如A中圖線，C、D錯(cuò)誤.與帶鐵芯的電感線圈串聯(lián)的L1，由于自感，電流逐漸變大，A錯(cuò)誤，B正確.答案B,,1,2,3,4,返回,
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