《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第2節(jié) 自感課件 魯科版選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第2節(jié) 自感課件 魯科版選修3-2(52頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2節(jié)自感 記 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1知道什么是自感現(xiàn)象并理解自感電動(dòng)勢(shì)的作用2知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量,知道它的單位3通過(guò)分析理解在自感現(xiàn)象中能量形式的轉(zhuǎn)化情況,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁振蕩打下基礎(chǔ) 學(xué) 基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué) 由導(dǎo)體_變化,所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象自身的電流 1定義:由導(dǎo)體_變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2作用:總是_導(dǎo)體自身電流的_3方向:當(dāng)原來(lái)電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向_,阻礙電流增大當(dāng)原來(lái)電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向_,阻礙電流減小4大?。号c_成正比二、自感電動(dòng)勢(shì)自身電流阻礙變化相反相同電流變化率 1自感系數(shù)L簡(jiǎn)稱自感或電感自感系數(shù)是表示導(dǎo)體本身特性的物理量,自感系數(shù)越大
2、,對(duì)電流變化的阻礙作用就越強(qiáng)三、自感系數(shù) 2決定自感系數(shù)L大小的因素線圈的自感系數(shù)跟線圈的_、_、_、_等因素有關(guān)線圈的橫截面積越大,匝數(shù)越多,越密,線圈越長(zhǎng),它的自感系數(shù)_,將_插入線圈,也會(huì)使線圈的自感系數(shù)大大增加3單位:自感系數(shù)的單位是_,簡(jiǎn)稱_,符號(hào)是H .常用的較小單位還有_ (mH )和_ (H ).1 H_mH ,1 H_H .形狀橫截面積長(zhǎng)短匝數(shù)越大鐵芯亨利亨毫亨微亨103 106 悟 名師指點(diǎn) 1自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因通過(guò)線圈的電流發(fā)生變化,導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2自感電動(dòng)勢(shì)的作用阻礙原電流的變化,而不是阻止,電流仍在變化,只是使原電流的變化
3、時(shí)間變長(zhǎng),即總是起著推遲電流變化的作用3自感電動(dòng)勢(shì)的方向當(dāng)原電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反;當(dāng)原電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同一、對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的進(jìn)一步理解 1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說(shuō)法中,正確的是()A自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒(méi)加鐵芯時(shí)要大答案:ACD 在處理通、斷電燈泡亮度變化問(wèn)題時(shí),不能一味套用結(jié)論,如通電時(shí)逐漸變亮,斷電時(shí)逐漸變暗,或閃亮一下逐漸變暗,要具體問(wèn)題具體分析,關(guān)鍵要搞清楚電路連接情況.二、通
4、電自感和斷電自感的理解 與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡斷電時(shí)電流逐漸減小燈泡逐漸變暗電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2若I2I1,逐漸變暗若I2I1,燈泡閃亮后逐漸變暗,兩種情況燈泡電流方向均改變 解析:本題考查了對(duì)通電自感和斷電自感現(xiàn)象的理解,通電瞬間,L中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,與L在同一支路的燈泡L1要逐漸變亮,而L2和電源構(gòu)成回路則立即亮,穩(wěn)定后L1與L2并聯(lián),兩燈一樣亮斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,L中有自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,與L1,L2構(gòu)成回路,所以兩燈都要過(guò)一會(huì)才熄滅故正確答案為A、D答案:AD 1自感現(xiàn)象的四個(gè)要點(diǎn)要點(diǎn)一:線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因是通過(guò)線圈本身的電流變化引起穿過(guò)自身的磁通量變
5、化要點(diǎn)二:自感電流總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化,當(dāng)自感電流是由于原電流的增強(qiáng)引起的(如通電),自感電流的方向與原電流方向相反;當(dāng)自感電流是由于原電流的減小引起時(shí)(如斷電),自感電流的方向與原電流方向相同三、對(duì)自感現(xiàn)象的理解 2自感現(xiàn)象的三個(gè)狀態(tài)理想線圈(無(wú)直流電阻的線圈)的三個(gè)狀態(tài)分別是指線圈通電瞬間、通電穩(wěn)定狀態(tài)和斷電瞬間在通電開(kāi)始的瞬間應(yīng)把理想線圈看成斷開(kāi),通電穩(wěn)定時(shí)可把理想線圈看成導(dǎo)線或被短路來(lái)分析問(wèn)題,斷電時(shí)理想線圈可視為一瞬間電流源(由于自感電動(dòng)勢(shì)),它可以使閉合電路產(chǎn)生電流 3關(guān)于自感現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí),其自感系數(shù)一
6、定較大C對(duì)于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時(shí),線圈中的自感系數(shù)較大D對(duì)于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時(shí),線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大 答案:D 講 典例精析 如圖所示(a)、(b)中,自感線圈L的電阻很小,接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,下列說(shuō)法正確的是() 對(duì)自感現(xiàn)象的分析 A在電路(a)中,斷開(kāi)S,A將逐漸變暗B在電路(a)中,斷開(kāi)S,A將先變得更亮,然后逐漸變暗C在電路(b)中,斷開(kāi)S,A將逐漸變暗D在電路(b)中,斷開(kāi)S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗思路點(diǎn)撥:(1)判斷S閉合時(shí)A、L中電流的方向及大小(2)明確S斷開(kāi)時(shí)由于自感電動(dòng)勢(shì),L中電流變化情況(3)由L中電流變化情況,根據(jù)A、L的連接關(guān)系
7、,確定燈泡中電流的變化情況 解析:(a)圖中,電燈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)的作用使得支路中的電流瞬間不變,以后漸漸變小,A正確,B錯(cuò)誤(b)圖中,電燈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)電源給燈A供電因此反向流過(guò)A的電流瞬間要變大,然后逐漸變小,所以燈泡要先更亮一下,然后漸漸變暗答案:AD (1)自感現(xiàn)象的分析思路:明確通過(guò)自感線圈的電流怎樣變化(是增大還是減小)判斷自感電動(dòng)勢(shì)方向,電流增強(qiáng)時(shí)(如通電),自感
8、電動(dòng)勢(shì)方向與電流方向相反;電流減小時(shí)(如斷電),自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同分析電流變化情況,電流增強(qiáng)時(shí)(如通電),由于自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反,阻礙增加,電流逐漸增大;電流減小時(shí)(如斷電),由于自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同,阻礙減小,線圈中電流方向不變,電流逐漸減小 (2)在電路斷開(kāi)時(shí),自感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的減小,此時(shí)自感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電源,表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向一致;二是在斷電瞬間,自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等,以后在此電流基礎(chǔ)上開(kāi)始緩慢減小到零 解析:S接通的瞬間,L支路中電流從無(wú)到有發(fā)生變化,因此,L中產(chǎn)生的自感
9、電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加由于有鐵芯,自感系數(shù)較大,對(duì)電流的阻礙作用也就很強(qiáng),所以S接通的瞬間L中的電流非常小,即干路中的電流幾乎全部流過(guò)LA所以LA、LB會(huì)同時(shí)亮又由于L中電流很快穩(wěn)定,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很快消失,L的阻值很快就變得很小,對(duì)LA起到“短路”作用,因此,LA便熄滅這里電路的總電阻比剛接通時(shí)小,由恒定電流知識(shí)可知,L B會(huì)比以前更亮斷開(kāi)S時(shí),通過(guò)LA的電流是在原電路中電流的基礎(chǔ)上減小的,LA亮度不可能超過(guò)LB原來(lái)亮度答案:A 自感電路中電流大小變化的判斷 在進(jìn)行分析計(jì)算時(shí),要注意:(1)自感線圈的直流電阻為零,那么電路穩(wěn)定時(shí)可認(rèn)為線圈短路;(2)在電流由零增大的瞬間可認(rèn)為線圈斷路;(3)在線圈中
10、產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,但“阻礙”不是“阻止”,“阻礙”實(shí)質(zhì)上是“延緩” 解析:待電路穩(wěn)定后將S1斷開(kāi),自感系數(shù)較大的線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),與電燈A構(gòu)成閉合電路,有電流通過(guò)A燈,方向?yàn)閎a,S2閉合將B燈和電阻R短路,B燈立即熄滅故只有D正確答案:D 辨 易錯(cuò)疑難 自 感 現(xiàn) 象 中 的 圖 象 問(wèn) 題 思路點(diǎn)撥:審題時(shí)要注意以下兩點(diǎn):(1)結(jié)合題目敘述及Ut圖象將過(guò)程分為兩個(gè)階段(2)弄清電壓UAB的意義,即反映的是燈泡D兩端的電壓 解析:開(kāi)關(guān)閉合時(shí),由于線圈的自感阻礙作用,可看做電阻,線圈電阻逐漸減小,并聯(lián)電路電阻逐漸減小,路端電壓UAB逐漸減??;開(kāi)關(guān)閉合后再斷開(kāi)時(shí),線圈
11、的感應(yīng)電流與原電流方向相同,形成回路,燈泡中的電流方向與原來(lái)相反,并逐漸減小到零,路端電壓UAB逐漸減小到零,UAB為負(fù)值A(chǔ)圖象開(kāi)關(guān)閉合時(shí),UAB增大,不符合題意,錯(cuò)誤;B圖象電壓UAB的變化規(guī)律符合題意,正確;C圖象的電壓UAB先增大后減小,且方向不變,錯(cuò)誤;D圖象在兩過(guò)程中電壓U AB始終為正,不正確答案:B 解決此類問(wèn)題關(guān)鍵要明確自感線圈的作用,是使其自身的電流不能突變,而是漸變的過(guò)程 解析:閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)整R,使兩個(gè)燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣,電流為I,說(shuō)明RLR.若t時(shí)刻再閉合S,流過(guò)電感線圈L和燈泡L1的電流迅速增大,使電感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙了流過(guò)L1的電流i1增大,直
12、至到達(dá)電流為I,故A錯(cuò)誤,B正確;而對(duì)于t時(shí)刻再閉合S,流過(guò)燈泡L2的電流i2立即達(dá)到電流為I,故C、D錯(cuò)誤答案:B 練 隨堂演練 1關(guān)于某一線圈的自感系數(shù),下列說(shuō)法中正確的是() A線圈中電流變化越大,線圈的自感系數(shù)越大B線圈中電流變化得越快,線圈的自感系數(shù)越大C若線圈中通入恒定電流,線圈自感系數(shù)為零D不管電流如何變化,線圈的自感系數(shù)不變 解析:自感系數(shù)只與線圈本身有關(guān),而與其他因素?zé)o關(guān)自感系數(shù)是由線圈的本身性質(zhì)(線圈的長(zhǎng)度、面積、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù))和是否插入鐵芯決定的線圈的橫截面積越大,線圈越長(zhǎng),單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多,它的自感系數(shù)就越大,有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯的大得多自感系數(shù)與通
13、入的電流、電流改變量、電流變化率等無(wú)關(guān)故正確答案為D答案:D 2一個(gè)線圈的電流在均勻增大,則這個(gè)線圈的()A自感系數(shù)也將均勻增大B自感電動(dòng)勢(shì)也將均勻增大C磁通量的變化率也將均勻增大D自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)都不變解析:自感系數(shù)是描述線圈本身特征的物理量,不隨電流而變,電流均勻變化,則磁通量的變化率和自感電動(dòng)勢(shì)均不變,故D選項(xiàng)正確答案:D 解析:由于采用了雙線繞法,兩根平行導(dǎo)線中的電流反向,它們的磁場(chǎng)相互抵消不論導(dǎo)線中的電流如何變化,線圈中的磁通量始終為零,所以,消除了自感現(xiàn)象的影響答案:C 4如圖所示的電路中A1和A2是兩個(gè)相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈,其阻值與R相同在開(kāi)關(guān)S接通和斷
14、開(kāi)時(shí),燈泡A1和A2亮暗的順序是()A接通時(shí)A1先達(dá)到最亮,斷開(kāi)時(shí)A1后滅B接通時(shí)A 2先達(dá)到最亮,斷開(kāi)時(shí)A1后滅C接通時(shí)A1先達(dá)到最亮,斷開(kāi)時(shí)A2先滅D接通時(shí)A2先達(dá)到最亮,斷開(kāi)時(shí)A2先滅 解析:當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí),A1和A2同時(shí)亮,但由于自感現(xiàn)象的存在,流過(guò)線圈的電流由零變大時(shí),線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,使通過(guò)線圈的電流從零開(kāi)始慢慢增加,所以開(kāi)始時(shí)電流幾乎全部從A1通過(guò),而該電流又將同時(shí)分路通過(guò)A2和R,所以A1先達(dá)最亮,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電路穩(wěn)定后,A1和A2達(dá)到一樣亮;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電源電流立即為零,因此A2立即熄滅,而對(duì)A1,由于通過(guò)線圈的電流突然減小,線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,使線圈L和A 1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流,所以A1后滅答案:A 謝謝觀看!