第二章 第二节 自感-2020-2021学年高中物理选修3-2【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第二节　自感 [学习目标] 1．了解自感现象。 2．能解释通电自感和断电自感现象。[来源:学科网ZXXK] 3．了解自感电动势E＝L，知道自感系数的意义及其决定因素。 一、自感现象 1．定义 由导体本身的电流变化所产生的电磁感应的现象叫做自感现象。 2．通电自感和断电自感 电路 现象 自感电动 势的作用 通电自感 接通电源的瞬间，灯泡A1较慢亮起来 阻碍电流的增加 断电自感 断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗 阻碍电流的减小 二、自感电动势 1．由导体自身电流变化所产生的感应电动势叫做自感电动势。 2．自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。 三、自感系数 1．自感电动势的大小 E＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感。 单位：亨利，符号：H。 2．决定线圈自感系数大小的因素：线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等。 ►自主思考——判一判 (1)自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 (2)自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。 (3)自感电流的方向总是与原电流的方向相反。 (4)对不同的线圈，电流变化快慢相同时，产生的自感电动势可能不同。 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 考点一　对自感现象的理解 [问题探究] 如图2－2－1所示的电路中 图2－2－1 (1)滑片P在C点保持不动时，电感线圈L中能不能产生自感电动势？ (2)滑片P由C点向A点滑动，自感电动势和原电流方向关系是怎样的？ (3)滑片P由C点向B点滑动，自感电动势方向和原电流方向关系怎样？ 提示　(1)不能。　(2)相同。　(3)相反。 [知识提炼] 1．自感电动势的理解 (1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，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。 (2)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。 (3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到延迟电流变化的作用。 2．对电感线圈阻碍作用的理解[来源:学科网ZXXK] (1)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。 (2)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。 [特别提醒]　(1)自感电动势阻碍线圈自身电流的变化，但不能阻止，即仍然符合“增反减同”，并且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响。 (2)自感电动势的大小跟线圈自身电流变化的快慢有关，电流变化越快，自感电动势越大。产生自感电动势的线圈相当于电源。 　如图2－2－2所示，线圈L和电池的内阻不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来是断开的，电流I0＝，今合上开关S将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，则这个电动势 图2－2－2 A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零 B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0[来源:学,科,网] C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变 D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0 [解析]　S由断开到闭合，回路中的电流要增大，因而在L上要产生自感电动势，根据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化，即电流增加引起的自感电动势要阻碍原电流的增加，而阻碍不是阻止，电流仍要增大，而达到稳定后其电流为2I0。选项D正确。 [答案]　D [变式训练] 1．如图2－2－3所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中 图2－2－3 A．灯泡变亮，螺线管缩短 B．灯泡变暗，螺线管缩短 C．灯泡变亮，螺线管伸长 D．灯泡变暗，螺线管伸长 解析　当插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗。线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，因电流减小，各匝之间相互吸引力减小，螺线管伸长，故D正确。 答案　D 考点二　通电自感和断电自感现象的分析 [问题探究] 如图2－2－4李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。这是什么原因？ 图2－2－4 提示　刘伟所在电路发生了断电自感，产生了较大的自感电动势。 [知识提炼] 1．通、断电自感中灯泡亮度变化分析 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳定电流为I1、I2