《浙江省2018-2019版高中物理第四章电磁感应第6课时互感和自感学案新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省2018-2019版高中物理第四章电磁感应第6课时互感和自感学案新人教版选修3-2（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 6 6 课时课时 互感和自感互感和自感研究选考把握考情考试要求 知识内容互感和自感 加试 b教学要求1.知道互感现象是一种常见的电磁感应现象2.知道自感现象是由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象3.知道决定自感系数的因素，知道自感系数的单位4.理解自感电动势的作用，会解释自感现象5.了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止6.会用传感器研究自感对电路中电流的影响说明不要求计算自感电动势知识点一 互感现象基 础 梳 理1.定义：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，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，这种现象叫互感。2.作用：利用互感现象可以把能量由
2、一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线。3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作。要 点 精 讲1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕同一铁芯上的两个线圈之间，而且还可以发生在任何相互靠近的电路之间。2.互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路。下一章将要学习的变压器就是利用互感现象制成的。3.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，这时要求设法减小电路间的互感。2【例 1】 如图 1 所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作
3、用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )图 1A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动解析 MN棒中有感应电流，受安培力作用而向右运动，由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N，此电流在L1中产生的磁场的方向是向上的。若PQ棒向右运动，由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的。由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同，由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，即L2中的磁场是减弱的，故PQ棒做的是向右的减速运动，选项 C 是可能的；若PQ棒向左运动，则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的，与L1产生的磁场方向是相反的，由楞
4、次定律可知L2产生的磁场的磁通量是增加的，即L2中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的加速运动，选项 B 是可能的。答案 BC名师点睛 本题是应用楞次定律判断问题的一般步骤的逆向应用。即已知感应电流的方向或者感应电流的效果，来判断原磁场的方向或原磁场如何变化。通过判断步骤的逆向应用，可更深刻地理解、更熟练地掌握楞次定律。另外还要通过此题来体会逆向分析的思路和方法。【跟踪训练】 在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( )解析 互相垂直的线圈由于产生的磁场互相垂直，因而影响较小
5、，D 正确。答案 D知识点二 自感现象3基 础 梳 理1.定义：当一个线圈中的电流自身发生变化时，它产生的变化(填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象。2.公式：EL，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利。符号：H。1 I tmH103 H，1 H106 H。3.自感系数的决定因素：与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关，与E、I、t等无关。要 点 精 讲要点 1 对自感现象的理解(1)对自感现象的理解自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律。(2)对自感电动势的理解产生原因：通过线圈的
6、电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即增反减同)。自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，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用。(3)对电感线圈阻碍作用的理解若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变。若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。4【例 2】 如图 2 所示电路，L是自感系数较大
7、的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则( )图 2A.I1I2I0 B.I1I0I2C.I1I2I0 D.I1ILA，会使得流过 LA灯的电流突然增大，从而使 LA灯闪亮一下后渐渐熄灭【例 3】 如图 3 所示，电源的电动势为E，内阻r忽略不计。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。以下说法正确的是( )图 3A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，并亮度保持稳定B.开关闭合到电路中电流稳定的时间
8、内，B灯立刻亮，并亮度保持稳定C.开关断开后瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D.开关断开后瞬间，电流自右向左通过A灯解析 开关闭合，A灯立刻亮，因为电源没有内阻，所以A灯两端的电压保持不变，灯泡亮度稳定，故 A 正确；因为L是一个自感系数相当大的线圈，所以开关闭合时B灯不亮，然后逐渐变亮，最后亮度稳定，故 B 错误；两个灯泡电阻一样，若L也没有电阻，则断开前后A灯的电流相同，不会闪亮；若L有电阻，则通过B灯的电流小于A灯的电流，所以A灯也不会闪亮一下，故 C 错误；开关断开后瞬间，L产生感应电流，在回路中通过A灯的电流方向为从右向左，故 D 正确。答案 AD名师点睛 分析通电自感需抓住三点：(1)通电
9、瞬间自感线圈处相当于断路；(2)电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用；(3)电流稳定时自感线圈相当于导体。6【例 4】 在如图 4 所示的电路中，LA、LB为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，在 S 闭合状态下，LA、LB都能正常发光。现突然断开 S，则( )图 4A.LA、LB会突然亮一下再熄灭B.LA会突然亮一下再熄灭，LB突然熄灭C.LA、LB同时变暗到熄灭D.LB先熄灭，LA后熄灭解析 在 S 接通状态下，LA、LB都能正常发光，则两支路的电流相等，都为I；当开关 S断开时，由 LA、LB及线圈组成闭合回路，电流由I减小，所以 LA、LB中电流不会比原来大，因此 LA、LB一定不会突
10、然亮一下，而是同时变暗到熄灭，选项 C 正确，A、B、D 错误。答案 C规律总结 分析断电自感中灯泡出现闪亮的方法如图 5 所示的电路，电路达到稳定状态后，设通过线圈L和灯 LA的电流分别为I1和I2，当开关 S 断开时，电流I2立即消失，但是线圈L和灯 LA组成了闭合回路，由于L的自感作用，I1不会立即消失，而是在与灯泡组成的回路中，逐渐减弱并维持短暂的时间。图 5(1)若开始I1I2，则灯 LA会闪亮一下(I1、I2差别越大闪亮越明显，但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻RLi2。在t1时刻将 S 断开，那么流过灯泡 A 的电流随时间变化的图象是下列图中的哪一个( )12解析
11、开关 S 闭合时，L与 A 并联，其电流分别为i1和i2，方向都是从左向右。在断开 S的瞬间，灯 A 中原来从左向右的电流i2立即消失，但灯 A 与线圈L组成闭合回路，由于L的自感作用，其中的电流i1不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱，这段时间内灯 A 中有从右向左的电流通过。这时通过 A 的电流是从i1开始减弱，故选项 D 正确。答案 D8.在如图 6 所示的电路中，两个相同的小灯泡 L1和 L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关 S 后，调整R，使 L1和 L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开 S。若t时刻再闭合 S，则在t前后的一小段时间内
12、，正确反映流过 L1的电流i1、流过 L2的电流i2随时间t变化的图象是( )图 6解析 与滑动变阻器R串联的 L2，没有自感，直接变亮，电流变化图象如 A 中图线，C、D错误。与带铁芯的电感线圈串联的 L1，由于电感线圈的自感作用，电流逐渐变大，A 错误，B 正确。答案 B9.如图 7 所示，E、r为电源的电动势、内阻，R1、R2为定值电阻，线圈L的直流电阻不计，C为电容器。下列说法中正确的是( )图 713A.合上开关 S 的瞬间，R1中无电流B.合上开关 S 稳定后，R2中无电流C.合上开关 S 稳定后，断开 S 的瞬间，R1中电流方向向右D.合上开关 S 稳定后，断开 S 的瞬间，R2中电流方向向右解析 合上开关 S 的瞬间，线圈L的自感作用会阻碍电流的增加，此时它就相当于一个电阻，所以R1中有电流，选项 A 错误；合上开关 S 稳定后，电容器相当于断路，所以R2中有电流，选项 B 错误；合上开关 S 稳定后，断开 S 的瞬间，线圈L产生自感电动势，并与电阻R1组成闭合回路，流过线圈的电流方向不变，所以流经R1的电流方向向左，选项 C 错误；合上开关 S 稳定后，电容器被充电，并且左极板带正电，当断开 S 的瞬间，电容器开始放电，所以R2中电流方向向右，选项 D 正确。答案 D
