第二章 第4节 自感（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

第4节　自感 课程内容要求 核心素养提炼 1．了解自感现象． 2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象． 3．了解自感电动势的表达式EL＝L，知道自感系数的决定因素． 4．了解自感现象中的能量转化． 1．物理观念：通过自感及自感电动势等概念的提出，体会物理概念的产生过程． 2．科学思维：利用通电、断电自感的实例分析，体会物理模型在探索物理规律中的作用． 3．科学态度与责任：通过自感现象在生产、生活中的应用，体会科学对社会发展的推动作用． [对应学生用书P37] 1．自感：由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象． 2．自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势． 3．通电自感和断电自感 通电自感 断电自感 电　路 现　象 闭合开关的瞬间，灯泡A1逐渐地亮起来 断开开关的瞬间，灯泡A闪亮一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 自感电动 势的作用 阻碍电流的增加 阻碍电流的减小 4.自感电动势的大小：EL＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感，其单位为亨利，符号是H. 5．自感系数大小的决定因素：自感系数由线圈本身决定，它与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关． [判断]　(对的画“√”，错的画“×”) 　(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(　√　) (2)自感电动势的方向一定与原电流的方向相反．(　×　) (3)若通过线圈的电流增大得越来越快，则自感系数变大．(　×　) 1．普通日光灯的组成：由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成． 2．启动器：通过辉光放电，使动触片与静触片接触，接通电路． 3．镇流器：它是一个有铁芯的自感系数很大的线圈．能在日光灯电路断开的瞬间产生很高的自感电动势，使灯管中的气体放电． [思考] 日光灯的镇流器应用的是通电自感还是断电自感？ 提示　断电自感． [对应学生用书P38] 探究点一　对自感现象的理解 　如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S.两个灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？ 提示　灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来． 1．对自感电动势的理解 (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(即“增反减同”). (3)自感电动势的作用 自感电动势阻碍电流的变化，但阻碍不是阻止，实际上电流仍在变化，只是使电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用． 2．对自感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，则自感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过自感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，则自感线圈相当于一段导线，只有电阻而无自感． 3．对自感系数的理解 (1)自感系数的大小由线圈本身的特性及有无铁芯决定，线圈越长、单位长度的匝数越多，自感系数越大． (2)线圈的自感系数与E、ΔI、Δt无关． (多选)在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡的阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是0，在接通开关S时，则(　　) A．在电路甲中，A将渐渐变亮 B．在电路甲中，A将先变亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，A将渐渐变亮 D．在电路乙中，A将先由亮渐渐变暗，然后熄灭 AD　[在电路甲中，当接通开关S时，通过与灯泡相连的自感线圈的电流突然增大，由于线圈的自感现象，开始时，自感线圈产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入灯泡的电流很小；后来由于电流的不断流入，通过自感线圈的电流变化逐渐变慢，所以自感线圈的阻碍作用逐渐减小，所以通过灯泡的电流慢慢增大，故选项A正确．在电路乙中，当接通开关S时，通过自感线圈的电流突然增大，由于线圈的自感现象，开始时，自感线圈就产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入线圈的电流很小，干路中的电流可以认为都从灯泡和电阻R所在支路通过，之后自感线圈的阻碍作用逐渐减小，通过自感线圈的电流逐渐增大，而通过灯泡的电流逐渐减小，直到流过线圈的电流最大时，自感线圈不再有阻碍作用，又因为自感线圈L的电阻值可认为是0，所以灯泡被短路，故选项D正确．] [题后总结]　分析通电自感的要领 (1)通电瞬间自感线圈处相当于断路． (2)电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用，使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值． (3)电流稳定时自感线圈相当于导体．(若直流电阻为0，相当于导线) [训练1]　如图所示，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(　　) A