2.4互感和自感（导学案）-2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第二册）

第4节　互感和自感 【知识梳理】 一、自感现象 1.自感现象：一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象，产生的电动势叫作自感电动势。 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较慢地亮起来 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。有时灯泡A会闪亮一下，然后逐渐变暗 阻碍电流的减小 3.自感系数： （1）自感电动势的大小：E＝L，其中L是线圈的自感系数，简称自感或电感。 （2）单位：亨利，符号：H。常用的还有毫亨（mH）和微亨（μH）。换算关系是：1H＝103mH＝106μH。 （3）决定线圈自感系数大小的因素：线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等。 二、自感现象中的能量转化 1.自感现象中的磁场能量： （1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。 （2）线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。 2. 电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。 【方法突破】 对自感现象的理解 ■方法归纳 1.自感现象的产生：当线圈中的电流变化时，产生的磁场及穿过自身的磁通量随之变化，依据楞次定律，会在自身产生感应电动势，叫自感电动势。 2.规律：自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感的原电流的变化。 ①当原电流增加时，自感电动势阻碍原电流的增加，方向与原电流方向相反。 ②当原电流减小时，自感电动势阻碍原电流的减小，方向与原电流方向相同。 ③自感电动势总要阻碍引起自感的原电流的变化，但阻止不住，只是变化得慢了。 3.通电自感和断电自感 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 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗 ②若I2>I1，灯泡闪亮一下后逐渐变暗，两种情况灯泡电流方向均改变 提醒：通电时，线圈相当于断路；断电时，线圈相当于电源。 【例】如图所示电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡L2的电流为I2，小灯泡L1、L2均处于正常发光状态。以下说法正确的是（　　）              A．S闭合瞬间，L2灯慢慢变亮，L1灯立即变亮 B．S闭合瞬间，L1灯慢慢变亮，L2灯立即变亮 C．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I2逐渐减为零 D．S断开瞬间，流经小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零 【针对训练】如图所示，A1、A2为两只相同灯泡，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A1会逐渐变亮 B．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同 C．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭 D．断开S的瞬间，a点的电势比b点低 【巩固提升】 1．如图所示为“万人跳”实验的示意图，电源的内电阻可忽略，L为学生实验用变压器线圈，在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S。下列表示通过人体电流I随时间t变化的图像中，你认为最符合该实验实际的是（　　） A．B．C． D． 2．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．图1中，与的电阻值相同 B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C．图2中，变阻器与的电阻值相同 D．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等 3．如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连,下列说法中正确的是    (　　) A．闭合开关S后，L1会逐渐变亮 B．闭合开关S稳定后，L1、L2亮度相同 C．断开S的瞬间，L1会逐渐熄灭 D．断开S的瞬间，a点的电势比b点高 4．如图是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成闭合电路，铁质杆D的右端与金属触头C绝缘相连，C连接工作电路，弹簧K可以拉起杆D从而使工作电路断开。下列说法正确的是（　　） A．工作电路正常工作时，弹簧K处于原长状态 B．工作电路正常工作时，B线圈中有感应电流 C．开关S断开瞬间，铁芯能继续吸住铁杆D一小段时间 D．减少线图B的匝数，对电路的延时效果没有影响 5．在制作精密电阻时，为了清除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示。其原理是（　　） A．当电路中的电流变化时，两股