14.自感现象及其应用

物理科学案 序号14 高二 年级 班 教师 刘冰 学生 1、定义:由于线圈本身的电流发生 而产生的电磁感应现象叫自感现象.

第一章 第6节 自感现象及其应用

【学习目标】

1、观察实验,了解自感现象,并能够通过电磁感应规律分析通电自感与断电自感; 2、了解影响自感电动势大小的因素和自感系数的决定因素; 3、了解日光灯的发光原理。 【知识链接】 1、 产生感应电动势的条件:回路中磁通量发生变化。 2、

楞次定律的三种表现形式:(1)增反减同:

(2) 来拒去留:感应电流的磁场总是阻碍导体的相对运动; (3) 增缩减扩:感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

【新知呈现】

一、 通电自感现象 1、

通电时有什么现象发生?

答:通电时, ;

。 2、

分析现象产生的原因。

答:通电时,L 中的电流由0开始 ,穿过线圈L 的磁通量逐渐 ,为了阻碍原磁通量的 ,感应电流产生的磁通量与原电流的磁通量方向 ,则线圈中感应电动势的方向与原电流的方向 。

结论:线圈中感应电动势 了L 中电流的增加,即推迟了电流达到正常值的时间。

L

二、

断电自感现象

1、断电时有什么现象发生?

答:断电时, 2、分析现象产生的原因。

答:断电时,L 中的电流突然 ,穿过线圈L 的磁通量逐渐 ,为了阻碍原磁通量的 ,感应电流产生的磁通量与原电流的磁通量方向 ,则线圈中感应电动势的方向与原电流的方向 。此时,L 相当于一个 ,与 构成闭合回路,故L1中还有一段持续电流,但电流方向与原电流的方向 。

结论:线圈中感应电动势 了L 中电流的减小,即推迟了电流减为0的时间。

三、 自感现象

2、自感电动势:

(1)定义:在磁感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。 (2 自感电动势总要阻碍导体中原电流的 。当导体中原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向 ;当导体中原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向 。 (3)大小:自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化率有关,跟线圈本身的自感系数有关。 3、 自感系数:

(1) 物理意义:表示线圈自感特性的物理量

(2) 决定因素:由线圈的形状、匝数、长短、粗细、有无铁芯等因素决定。

与是否接入电路中、通电线圈的电流变化快慢无关。

(3) 单位:亨利(H );毫亨(mH );微亨(μH ) 1H =103mH 1mH =103μH 【典例分析】

例1、如图所示,试判定当开关S 闭合和断开瞬间,线圈ABCD 的电流方向。

例2、如图AB 是相同的小灯泡,L 是带铁芯的线圈,电阻不计,调节R ,电路稳定时,两灯泡都正常发光,则在

开关合上和断开时 ( )

A .两灯同时亮,同时灭

B .合上S ,B 比A 先达到正常发光状态

C .断开S ,AB 两灯都不会立即灭,通过AB 两灯的电流方向都与原电流方向相同 D .断开S 时,A 灯会突然闪亮一下后,再熄灭

【结论】

1、断电实验中,线圈的电流方向______(不变、变化) ,灯的电流方向与原电流的方向 _____ 2、断电时,灯是否会闪一下再逐渐熄灭呢?

当I L >I灯时,____________________________; 当I L

1

【课后作业】

1、下列关于自感现象的说法中,正确的是 ( )

A .自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B .线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C .线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D .加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大 2、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,自感电动势一定越大 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因素及有无铁芯决定

3、如图所示,L 为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是 ( )

A .小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭 B .小灯立即亮,小灯立即熄灭

C .小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D .小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭

4、如图所示的电路中,灯泡A 1、A 2的规格完全相同,自感线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是 ( )A .当接通电路时,A 2先亮,A 1后亮,最后A 2比A 1亮 B .当接通电路时,A 1和A 2始终一样亮

C .当断开电路时,A 1和A 2都过一会儿熄灭 D .当断开电路时,A 2立即熄灭,A 1过一会儿熄灭

5、在如图的电路中,S1和S2是两个相同的小灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其直流电阻值与R 相等.在电键S 接通和断开时,灯泡S1和S2亮暗的顺序是( ) A .接通时,S1先达到最亮,断开时,S1后暗 B .接通时,S2先达到最亮,断开时,S2后暗 C .接通时,S1先达到最亮,断开时,S1先暗 D .接通时,S2先达到最亮,断开时,S2先暗

6、如图所示,多匝线圈L 的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计,电路中两个电阻器的电阻均为R ,开始时电键S 断开.此时电路中电流强度为I 0,现将电键S 闭合、线圈L 中有自感电动势产生,下列说法中正确的是( )A .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由I0减小到零.

B .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终总小于I 0. C .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流将保持I 0不变. D .自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终还要增大到2I 0 7、在日光灯的连接线路中, 关于镇流器的作用, 下列说法中正确的是( ).

A. 日光灯启动时, 为灯管提供瞬时高压 B .日光灯止常工作时, 起降压限流的作用 C .起到一个自动开关的作用 D .以上说法均不正确

8、如图所示, 电路甲、乙中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,接通S ,使电路达到稳定, 灯泡D 发光, 则( )A .在电路甲中,断开S ,D 将逐渐变暗

B .在电路甲中,断开S ,D 将先变得更亮,然后渐渐变暗 C .在电路乙中,断开S ,D 将渐渐变暗

D .在电路乙中,断开S ,D 将变得更亮,然后渐渐变暗

9、通过一个线圈的电流在均匀增大时,则这个线圈的( )

A .自感系数也将均匀增大 B .自感电动势也将均匀增大 C .磁通量也将均匀增大 D .自感系数和自感电动势不变 10、关于线圈自感系数的说法,错误的是( )

A .自感电动势越大,自感系数也越大 B .把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小 C .把线圈匝数增加一些,自感系数变大 D .电感是自感系数的简称

11、磁通量的单位是_____,磁感强度的单位是_____,自感系数的单位是_____。 12、如图所示是一演示实验的电路图。图中L 是一带铁芯的线圈,A 是一灯泡。 起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间, 通过灯泡A 的电流方向是从_____端经灯泡到_____端. 这个实验是用来演示_____ 现象的。

13、如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K 原来是合上的,在K 断开后,分析:

(1)若R 1>R 2,灯泡的亮度怎样变化?

(2)若R 1<R 2,灯泡的亮度怎样变化?

2

物理科学案 序号14 高二 年级 班 教师 刘冰 学生 1、定义:由于线圈本身的电流发生 而产生的电磁感应现象叫自感现象.

第一章 第6节 自感现象及其应用

【学习目标】

1、观察实验,了解自感现象,并能够通过电磁感应规律分析通电自感与断电自感; 2、了解影响自感电动势大小的因素和自感系数的决定因素; 3、了解日光灯的发光原理。 【知识链接】 1、 产生感应电动势的条件:回路中磁通量发生变化。 2、

楞次定律的三种表现形式:(1)增反减同:

(2) 来拒去留:感应电流的磁场总是阻碍导体的相对运动; (3) 增缩减扩:感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

【新知呈现】

一、 通电自感现象 1、

通电时有什么现象发生?

答:通电时, ;

。 2、

分析现象产生的原因。

答:通电时,L 中的电流由0开始 ,穿过线圈L 的磁通量逐渐 ,为了阻碍原磁通量的 ,感应电流产生的磁通量与原电流的磁通量方向 ,则线圈中感应电动势的方向与原电流的方向 。

结论:线圈中感应电动势 了L 中电流的增加,即推迟了电流达到正常值的时间。

L

二、

断电自感现象

1、断电时有什么现象发生?

答:断电时, 2、分析现象产生的原因。

答:断电时,L 中的电流突然 ,穿过线圈L 的磁通量逐渐 ,为了阻碍原磁通量的 ,感应电流产生的磁通量与原电流的磁通量方向 ,则线圈中感应电动势的方向与原电流的方向 。此时,L 相当于一个 ,与 构成闭合回路,故L1中还有一段持续电流,但电流方向与原电流的方向 。

结论:线圈中感应电动势 了L 中电流的减小,即推迟了电流减为0的时间。

三、 自感现象

2、自感电动势:

(1)定义:在磁感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。 (2 自感电动势总要阻碍导体中原电流的 。当导体中原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向 ;当导体中原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向 。 (3)大小:自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化率有关,跟线圈本身的自感系数有关。 3、 自感系数:

(1) 物理意义:表示线圈自感特性的物理量

(2) 决定因素:由线圈的形状、匝数、长短、粗细、有无铁芯等因素决定。

与是否接入电路中、通电线圈的电流变化快慢无关。

(3) 单位:亨利(H );毫亨(mH );微亨(μH ) 1H =103mH 1mH =103μH 【典例分析】

例1、如图所示,试判定当开关S 闭合和断开瞬间,线圈ABCD 的电流方向。

例2、如图AB 是相同的小灯泡,L 是带铁芯的线圈,电阻不计,调节R ,电路稳定时,两灯泡都正常发光,则在

开关合上和断开时 ( )

A .两灯同时亮,同时灭

B .合上S ,B 比A 先达到正常发光状态

C .断开S ,AB 两灯都不会立即灭,通过AB 两灯的电流方向都与原电流方向相同 D .断开S 时,A 灯会突然闪亮一下后,再熄灭

【结论】

1、断电实验中,线圈的电流方向______(不变、变化) ,灯的电流方向与原电流的方向 _____ 2、断电时,灯是否会闪一下再逐渐熄灭呢?

当I L >I灯时,____________________________; 当I L

1

【课后作业】

1、下列关于自感现象的说法中,正确的是 ( )

A .自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B .线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C .线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D .加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大 2、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,自感电动势一定越大 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因素及有无铁芯决定

3、如图所示,L 为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是 ( )

A .小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭 B .小灯立即亮,小灯立即熄灭

C .小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D .小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭

4、如图所示的电路中,灯泡A 1、A 2的规格完全相同,自感线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是 ( )A .当接通电路时,A 2先亮,A 1后亮,最后A 2比A 1亮 B .当接通电路时,A 1和A 2始终一样亮

C .当断开电路时,A 1和A 2都过一会儿熄灭 D .当断开电路时,A 2立即熄灭,A 1过一会儿熄灭

5、在如图的电路中,S1和S2是两个相同的小灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其直流电阻值与R 相等.在电键S 接通和断开时,灯泡S1和S2亮暗的顺序是( ) A .接通时,S1先达到最亮,断开时,S1后暗 B .接通时,S2先达到最亮,断开时,S2后暗 C .接通时,S1先达到最亮,断开时,S1先暗 D .接通时,S2先达到最亮,断开时,S2先暗

6、如图所示,多匝线圈L 的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计,电路中两个电阻器的电阻均为R ,开始时电键S 断开.此时电路中电流强度为I 0,现将电键S 闭合、线圈L 中有自感电动势产生,下列说法中正确的是( )A .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由I0减小到零.

B .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终总小于I 0. C .由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流将保持I 0不变. D .自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终还要增大到2I 0 7、在日光灯的连接线路中, 关于镇流器的作用, 下列说法中正确的是( ).

A. 日光灯启动时, 为灯管提供瞬时高压 B .日光灯止常工作时, 起降压限流的作用 C .起到一个自动开关的作用 D .以上说法均不正确

8、如图所示, 电路甲、乙中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,接通S ,使电路达到稳定, 灯泡D 发光, 则( )A .在电路甲中,断开S ,D 将逐渐变暗

B .在电路甲中,断开S ,D 将先变得更亮,然后渐渐变暗 C .在电路乙中,断开S ,D 将渐渐变暗

D .在电路乙中,断开S ,D 将变得更亮,然后渐渐变暗

9、通过一个线圈的电流在均匀增大时,则这个线圈的( )

A .自感系数也将均匀增大 B .自感电动势也将均匀增大 C .磁通量也将均匀增大 D .自感系数和自感电动势不变 10、关于线圈自感系数的说法,错误的是( )

A .自感电动势越大,自感系数也越大 B .把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小 C .把线圈匝数增加一些,自感系数变大 D .电感是自感系数的简称

11、磁通量的单位是_____,磁感强度的单位是_____,自感系数的单位是_____。 12、如图所示是一演示实验的电路图。图中L 是一带铁芯的线圈,A 是一灯泡。 起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间, 通过灯泡A 的电流方向是从_____端经灯泡到_____端. 这个实验是用来演示_____ 现象的。

13、如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K 原来是合上的,在K 断开后,分析:

(1)若R 1>R 2,灯泡的亮度怎样变化?

(2)若R 1<R 2,灯泡的亮度怎样变化?

2


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