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1、高二物理自感鲁教版【本讲教育信息】一. 教学内容：自感【基础知识】1. 自感由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。2. 自感电动势的大小自感电动势的大小和电流的变化率成正比，即，式中比例恒量叫做线圈的自感系数。自感电动势和电流强度大小无关；电路中的电流很大，但自感电动势可能为零；电路中某时刻电流为零，但自感电动势可能很大。自感系数是由线圈本身的特性决定的，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大，线圈加铁芯，自感系数也会增大。3. 自感电动势的方向自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化；当原来电流增大时，自感电动势与原来的电流方向相反，阻碍电流的增大
2、（但电流还是在增大，只是增大的速度变慢）；当原来的电流减小时，自感电动势与原来的电流方向相同，自感电动势阻碍电流减小（但电流还是在减小，只是减小的速度变慢）。如图所示，若电路中原电流I从A端流进，B端流出，即在I增大时，自感电动势方向与I相反。而当I减小时，自感电动势方向与之相同。所以说 “阻碍线圈自身电流变化”，就是自感现象。4. 自感现象的应用和防止。应用：日光灯电路图及原理：灯管、镇流器和启动器的作用。防止：双线绕法。【典型例题】 例1. 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻可以忽略。下列说法正确的是（ ）A. 合上开关S接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮B. 合上开关
3、S接通电路时，和始终一样亮C. 断开开关S切断电路时，立刻熄灭，过一会儿才熄灭D. 断开开关S切断电路时，和都要过一会儿才熄灭解：自感线圈具有阻碍电流变化的作用，当电流增加时，它阻碍电流增加；当电流减小时，它阻碍电流减小，但阻碍并不能阻止。闭合电键，L中电流从无到有，L将阻碍这一变化，使L中电流不能迅速增大，而无线圈的电路，电流能够瞬时达到稳定值，故灯后亮，灯先亮，最后两灯电流相等，一样亮；断开电键时，L中产生自感电动势，方向与原来电流方向相同，感应电流同时通过、，使、过一会儿熄灭，故AD正确。答案：AD 例2. 如图所示，A和B是电阻均为R的电灯，L是自感系数较大的线圈。当闭合、断开且电路稳
4、定时，A、B亮度相同，再闭合，待电路稳定后将断开，下列说法正确的是（ ）A. B灯立即熄灭B. A灯将比原来更亮一些后再熄灭C. 有电流通过B灯，方向为D. 有电流通过A灯，方向为解：闭合前两灯亮度相同，说明L的直流电阻亦为R。闭合后，L与A灯并联，R与B灯并联，它们的电流均相等。当断开后，L将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因闭合，电流不可能经过B灯和R，只能通过A灯形成bAaLcb的电流，所以AD正确，C错误。由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮。故B错。 答案：AD例3. 如图所示电
5、路中，是两个相同的灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与R相同，在电键S刚接通的瞬间与刚断开的瞬间，与亮暗的先后次序情况如何？述说分析过程。解：如上图S接通瞬间，先达最亮，尔后达到一样亮度。因为在刚接通S的瞬间，流过线圈的电流由零变大，线圈中产生的自感电动势的方向与电流方向相反，使通过线圈的电流慢慢增大，故刚开始时电流几乎全部从流过，而通过的电流分两路通过与R，因此先达最亮，经过短暂的时间后，自感现象消失，线圈只起直流电阻的作用，最后一样亮。断开S的瞬间，电源电流立即变为零，立即熄灭，由于流过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自左向右的自感电动势，使L与组成的闭合回路中有感应电流，故灯后熄
6、灭。例4. 如图所示，a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”，闭合电键，调节R，使a、b都正常发光。这时断开电键后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后哪只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？解：重新闭合瞬间，由于电感线圈对电流增大的阻碍作用，a将慢慢亮起来，而b立即变亮。这时L的作用相当于一个大电阻；稳定后两灯都正常发光，a的额定功率大，所以较亮。这时L的作用相当于一只普通的电阻（就是该线圈的内阻）；断开瞬间，由于电感线圈对电流减小的阻碍作用，通过a的电流将逐渐减小，a渐渐变暗到熄灭，而abRL组成同一个闭合回路，所以b灯也将逐渐变暗到熄灭，而且开始还会闪亮一下（因为
7、原来有IaIb），并且通过b的电流方向与原来的电流方向相反。这时L的作用相当于一个电源。（若将a灯的额定功率小于b灯，则断开电键后b灯不会出现“闪亮”现象。）【模拟试题】 1. 如图所示的电路原来是接通的，在时刻突然打开电键S，则通过电阻中的电流i随时间t的变化图像应是图中的哪一种（ ）图 A B C D图 2. 如图所示，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻器的阻值都是R，开关S原来打开着，电流，今合下开关，将一电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这自感电动势（ ）A. 有阻碍电流的作用，最后电流由减少到零B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于C. 有阻碍电流增大的作用，因而电
8、流保持不变D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后会增大到2 3. 如图所示电路，线圈L的直流电阻不计，则（ ）A. S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B. S保持闭合，A板带正电，B板带负电C. S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D. 由于线圈直流电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电 4. 如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（ ）A. 先断开B. 先断开C. 先拆除电流表D. 先拆除电阻R 5. 如图所示，A、B、C为三只相同的灯泡，额定电压均大于电源电动势，电源内阻不计，L是一个直流电
9、阻不计、自感系数较大的电感线圈。先将合上，然后突然打开，已知在此过程中各灯均无损坏，则以下说法中正确的是（ ）A. C灯亮度保持不变B. C灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度C. B灯的亮度不变D. B灯后来的功率是原来的一半 6. 如图所示，演示自感现象的实验电路的一部分，是规格相同的灯泡，R的阻值与电感圈的直流电阻相同，当S由断开到合上时，观察到的现象是立刻亮，逐渐变亮，最后达到同样亮，由上述现象判断自感线圈是接在图中的_处，R是接在_处。 7. 如图为日光灯电路，A和L分别为日光灯管和镇流器，关于日光灯发光情况的下列叙述中，正确的是（ ）A. 只把接通，日光灯就能正常发光B. 把接通后，不
10、接通，日光灯就能正常发光C. 不接通，接通后，再断开，日光灯就能正常发光D. 当日光灯正常发光后，再接通，日光灯仍能正常发光 8. 如图所示电路，是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，灯泡先后亮暗的次序是（ ）A. 接通时先达最亮，断开时后暗B. 接通时先达最亮，断开时后暗C. 接通时先达最亮，断开时先暗D. 接通时先达最亮，断开时先暗 9. 如图所示（a），（b）中，R和自感线圈L的直流电阻都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D正常发光，下列说法正确的是（ ）A. 在电路（a）中，断开S，D将渐渐变暗B. 在电路（a）中，
11、断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C. 在电路（b）中，断开S，D将渐渐变暗D. 在电路（b）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗【试题答案】 1. D0的时间内流过的电流不发生变化；打开电键S后，由于线圈的自感作用，使得流过的电流反向且逐渐变为零。 2. D开关S闭合，这时电路中电流增大，线圈中有自感电动势产生，根据楞次定律，这个自感电动势将阻碍电流的增大，但当电流稳定下来后，自感电动势将消失，此时。 3. AS闭合时，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，S闭合后电路中电流趋于稳定，线圈L相当于一根导线，电容器失去了电荷，S断开瞬间，电容器反向充电，B板带正电，A板带负电。 4.
12、A只要不断开，线圈L与电压表就会组成闭合回路，在断开电路干路时，线圈L会因此产生感应电流，电流的方向与原方向相同，这时流过电压表时，电流的方向与原来电流方向相反，电压表中的指针将反向转动，损坏电压表，所以必须先拆下电压表，即断开。 5. B当全部闭合时，由于L的直流电阻不计，A灯被短路，不亮，B灯和C灯并联，两端电压等于路端电压，而电源内阻不计，B、C灯端电压就等于电源电动势，当打开瞬间，L上的电流突然减小，产生很大的自感电动势，与原来流过C灯的电流方向相同，使得C灯获得瞬间高电压闪亮一下，之后C灯仍相当于接在电源两端，逐渐恢复原来的亮度，L上的电流为打开前的一半，而B灯由于串接了A灯，其电流
13、变为原来的一半，功率为原来的，亮度变暗了，A灯后来的亮度与B灯相同。 6. M、N 7. C日光灯在开始点燃时需要一个高出电源电压很多的瞬时电压，点燃后正常发光时，灯管电阻变得很小，只允许通过不大的电流，电流过强就会烧坏灯管，这时又要使加在灯管上的电压大大低于电源电压，这两方面都要求利用L来达到。所以应断开，的作用相当于起辉器，闭合后，电路接通，L和灯管的灯丝中有电流流过，断开，L中电流发生变化，其两端产生瞬时高电压，此电压加上电源电压加在灯管两端，使灯管中水银蒸气放电发光。 8. A当电键S接通时，和应同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势的方向是左边正
14、极，右边负极，使流过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从通过，而该电流又将同时分路通过和R，所以先达最亮，经过一段时间电路稳定后，和达到一样亮。当A断开时，电源电流立即为零，因此立即熄灭，而对，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势，右边为正极，左边为负极，使线圈L和组成的闭合电路中有感应电流，所以后灭。 9. AD在（a）中，断开电键前，灯D中的电流与电感L中的电流相等，断开电键后，灯D、电感L、电阻R构成闭合回路，自感电流将使灯继续亮一会儿，但自感电流只能在L中原有电流基础上减小，所以灯中电流不会比断开电键前大，即灯的亮度不会比断开电键前更亮。故A正确B错误；在（b）中，断开电键前，L中电流比灯D中电流大，断开电键后，L中自感电流通过灯D，该电流大于灯D中原有电流，故灯将比原来更亮。又由于自感不能阻止电流减小，最终自感电流还是要减为零，故灯将逐渐变暗直至熄灭，所以C错误，D正确。用心 爱心 专心
