2017-2018学年高中物理第一章电磁感应第6节自感现象及其应用学案粤教版选修.doc

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第六节 自感现象及其应用

学习目标 知识脉络
1. 理解自感现象，把握自感现象
的特点，能正确分析两类自感现
象．(重点)
2．知道日光灯的结构和工作原
理．(重点)
3．断电自感灯泡闪亮原因的分
析判断．(难点)
自感现象与自感系数
1
．自感现象：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻碍原来电流
变化的现象．

2．通电自感和断电自感

电路

通电
自感
断电
自感


现象

接通电源的瞬间，灯泡 A较慢
1
的亮起来
断开开关的瞬间，灯泡 A逐渐
变暗


自感电动
势的作用
阻碍电流的增
加
阻碍电流的减
小

3. 自感电动势
在自感现象中产生的感应电动势．
4．自感系数
(1) 定义：描述通电线圈自身特性的物理量，又称自感或电感．
(2) 物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量．
(3) 大小的决定因素：与线圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯等因素有关．

(4) ：国际单位是亨利，简称亨，符号是 H 常用的还有毫亨(mH)微亨(m H) 1H
单位 ， 和 ，

＝10 mH 6 m H.
3 ＝10
1．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．(Ö)
2．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．(×)
3．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．(Ö)
大城市的无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电
网线，这时可以看到电火花闪现．试说明产生电火花的原因是什么？
【提示】 电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网

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线的空隙产生电火花．
如图 1­6­1 所示，A、A是规格完全一样的灯泡，①S闭合时，发现 A比 A亮得晚；②
1 2 1 2
S断开时，两灯泡都亮一会再熄灭．
图 1­6­1
探讨 1：为什么会出现上述①中的现象？
【提示】 开关闭合时，电流从 0开始增加，线圈 L中的磁通量发生变化形成感应电流，
阻碍线圈中电流的增加，推迟了电流达到正常值的时间，故 A比 A亮得晚．
1 2
探讨 2：断开时为什么出现②中的现象？
【提示】 S断开时，电流开始减小，线圈中磁通量也发生变化，同样推迟电流的减小
时间，此时 L相当于电源，回路中的 A、A都亮一会再熄灭．
1 2
探讨 3 ：①②两种现象中，流过 A、A的电流方向一样吗？
1 2
【提示】 不一样，A中电流方向不变，A中电流方向相反．
1 2
灯泡亮度的变化分析
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
电流突然变大，然后逐渐减小达到稳
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮
定
电路中稳态电流为 I、I
1 2
电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电 ①若 I£I，灯泡逐渐变暗
2 1
断电时

流方向不变
②若 I>1，灯炮闪亮后逐渐变暗 I
2
两种情况灯泡电流方向均改变

1． 多选)
( 如图 1­6­2 所示， L、 B完全相同，
灯 AL 带铁芯的线圈 L的电阻可忽略． ( 则 )
图 1­6­2
A S闭合的瞬间，L、L同时发光，接着 L熄灭，L更亮 ．
A B A B
B S闭合的瞬间，L不亮，L立即亮 ．
A B
C S闭合的瞬间，L、L都不立即亮 ．
A B
D 稳定后断开 S的瞬间，L立即熄灭，L先亮一下再熄灭 ．
B A
【解析】 S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电
动势阻碍电流增大．所以，S接通的瞬间 L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过 L，故 L、L会同时亮．又由于 L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，对 L起到"短路"
A A B A
作用，因此，L便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知 L会比以前
A B
更亮，故选项 A正确．断开 S的瞬间，线圈 L产生自感电动势，在 L L回路中产生自感电 、A
流，所以 L先亮一下再熄灭；L在 S断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以 L
A B B
立即熄灭．

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【答案】 AD
2 (多选)如图 1­6­3 所示，电路甲、乙中电阻 R和自感线圈 L的电阻都很小．接通开 ．
关S ，使电路达到稳定，灯泡 A发光，则( ) 【导学号： 】
甲 乙
图 1­6­3
A．在电路甲中，断开 S A将渐渐变暗 ，
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将渐渐变暗 ，
D．在电路乙中，断开 S A将先变得更亮，然后渐渐变暗 ，
【解析】 甲图中，灯泡 A与线圈 L在同一支路，通过它们的电流相同，I＝I；断开
A L
开关 S时，A L R组成回路；由于自感作用，回路中电流由 I逐渐减小，灯泡 A不会闪亮， 、、
L

将逐渐变暗，故 A正确；乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流 I>A(因 L的电阻很小)； I
L
断开开关 S时，由于 L的自感作用，回路中的自感电流在 I的基础上减小，电流反向，通
L
过灯泡 A的瞬间，灯泡 A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡 A闪亮一下，然后逐渐变暗，
故 D正确．
【答案】 AD
自感电动势的作用
(1)在通电自感现象中，线圈 L相当于阻值逐渐减小的"电阻"；在断电自感现象中，
线圈 L相当于电动势逐渐减小的"电源"．
(2) 在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时
回路；二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小．
日光灯
1．主要组成
灯管、镇流器和启动器．
2管 ．灯
(1)工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的
颜色由荧光粉的种类决定．
(2) 气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维
持一定大小的电流，所需的电压却很低．
3．镇流器的作用
日光灯启动时，提供高压；日光灯启动后，降压限流．
4 启动器 ．
启动器的作用：通断电路．
1．日光灯使用的是稳恒电流．(×)

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