《2018-2019学年高中物理 第一章 电磁感应 5 自感课件 教科版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第一章 电磁感应 5 自感课件 教科版选修3-2（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 自感,第一章 电磁感应,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.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. 2.了解自感电动势的表达式EL I t ，知道自感系数的决定因素. 3.了解日光灯结构及工作原理.,一、通电自感现象,答案,通电自感：如图1所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同，根据楞次定律结合电路图分析现象产生的原因？,知识探究,导学探究,图1,答案 现象：灯泡A2立即正常发光，灯泡A1逐渐亮起来. 原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动
2、势方向与原来的电流方向相反，线圈中感应电动势阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到正常值的时间.,自感及自感电动势的特点： (1)自感：由于导体线圈本身的电流发生 而引起的电磁感应现象，称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫做 . (2)当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向 ，阻碍电流的 ，但不能阻止电流的变化.,知识梳理,变化,自感电动势,相反,增大,答案,如图2所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是( ),即学即用,B,解析 S闭合时，由于与A灯泡串联的线圈L产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错，B正
3、确.,解析答案,图2,A.A比B先亮，然后A灭 B.B比A先亮 C.A、B一起亮，然后A灭 D.A、B一起亮，然后B灭,二、断电自感现象,断电自感：如图3所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关.,答案 S闭合时，灯泡A中电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反.,导学探究,答案,(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？,图3,(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？,答案 在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电 后自感线圈中产生的感应电流比灯泡中的原电流大.要 想使灯
4、泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小 于与之并联的灯泡.而当线圈电阻大于灯泡电阻时，灯泡 只会缓慢变暗直至熄灭.,答案,图3,对断电自感现象的认识： (1)当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向 ； (2)断电自感中，若断开开关瞬间通过灯泡的电流 断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流 断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗. (3)自感电动势总是 线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化.,知识梳理,相同,答案,大于,小于等于,阻碍,(多选)如图4所示甲、乙电路，自感线圈L的电阻都很小.闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则 ( )
5、,解析答案,即学即用,图4,A.在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗 B.在电路甲中，断开S，A将先变得更亮， 然后渐渐变暗 C.在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗 D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗,解析 题图甲中，A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以开关断开的瞬间，A的电流不变，以后电流渐渐变小.因此，A渐渐变暗.题图乙中，A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给A供电.因此，反
6、向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以A将先闪亮一下，然后渐渐变暗. 答案 AD,三、自感电动势,如图5所示，李辉在断开正在工作的电动机开关时，会产生电火花，这是为什么？,导学探究,答案,图5,答案 电动机中的线圈匝数很多，当电路开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花.,自感电动势及自感系数： (1)自感电动势：EL ，其中L是自感系数，简称自感或电感.单位： ，符号： . (2)自感系数与线圈的 、 、 ，以及是否有铁芯等因素有关.,知识梳理,L I t,享利,答案,H,形状,体积,匝数,关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( ) A.线圈的自感系数越大，自
7、感电动势就一定越大 B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C.线圈中电流变化越快，自感系数越大 D.线圈的自感系数由线圈本身的性质及有无铁芯决定,解析答案,即学即用,解析 自感系数是由线圈的形状、体积、匝数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错，D对； 自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错.,D,返回,例1 如图6所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 ( ),一、自感现象的分析,典例精析,归纳总结,解析答案,图6,A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
8、B.闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭,解析 由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮，A、B错误. 由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些，当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确. 答案 D,归纳总结,归纳总结,1.通电瞬间自感线圈处相当于断路.
9、 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，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线. 4.断电时，自感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变.(必须有闭合回路),针对训练 (多选)如图7所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，LA是一灯泡，下列说法正确的是 ( ),图7,A.开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡 B.开关S闭合后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C.开关S断开瞬间，无电流通过灯泡 D.开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在 开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流,解析答案,解析 开关S闭合瞬间，灯泡中的电流从a到b，A错误； 线圈由于自感
10、作用，通过它的电流逐渐增加，开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过，B正确； 开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有从a到b的电流将逐渐减小，线圈与灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流，C错误，D正确. 答案 BD,例2 如图8所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的 电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开 前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图像 是( ),二、自感现象的图像问题,图8,解析答案,拓展深化,解析 开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A.开关S断开瞬间，自感线圈的支路
11、由于自感作用会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对. 答案 D,拓展深化,拓展深化,上题中断电时灯泡有无闪亮现象发生？,答案 有.,答案,例3 如图9所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是( ),三、对日光灯工作原理的理解,解析答案,图9,A.S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光 B.S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光 C.S3断开，接通S1、S2
12、后，再断开S2，日光灯就能正常发光 D.当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光,返回,解析 当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项A错误. 当S1、S2接通，S3断开时，灯丝两端被短路，电压为零，不能使气体电离导电，日光灯不能发光，选项B错误. 当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误. 只有当S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，选项C正确. 答案 C,返回,1.(多
13、选)如图10所示电路中， 、 是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是( ),达标检测,1,2,3,4,图10,A.开关S闭合的瞬间，电流表 的读数大于 的读数 B.开关S闭合的瞬间，电流表 的读数小于 的读数 C.开关S闭合，电路稳定后再断开的瞬间，电流表 的读数大于 的读数 D.开关S闭合，电路稳定后再断开的瞬间，电流表 的读数等于 的 读数,BD,答案,答案,2.如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是( ),1,2,3,4,A,3.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
14、11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( ),1,2,3,4,图11,解析答案,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,解析 从实物连接图中可以看出，线圈L与小灯泡A并联，断开开关S时，小灯泡A中原来的电流立即消失，线圈L与小灯泡组成闭合回路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小，使小灯泡中的电流反向且与线圈中电流大小相同，小灯泡未闪亮说明断开S前，流过线圈的电流与小灯泡的电流相同或较
15、小，原因可能是线圈电阻偏大，故选项C正确. 答案 C,1,2,3,4,4.在如图12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，调节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，能正确反映流过L1的电流i1、流过L2的 电流i2随时间t变化的图像是( ),1,2,3,4,返回,图12,解析答案,解析 与滑动变阻器R串联的L2，没有自感，直接变亮，电流变化图像如A中图线，C、D错误. 与带铁芯的电感线圈串联的L1，由于自感，电流逐渐变大，A错误，B正确. 答案 B,1,2,3,4,返回,
