陕西省石泉县江南高级中学沪科版高中物理选修3-2课件：1.5 自感现象及日光灯 (2份打包)

1.5 自感现象与日光灯 1.通过对两个自感实验的设计、观察与分析，知道什么叫自感现象，理解它产生的机理和起到的作用 2.知道自感电动势大小的决定因素，知道自感系数的决定因素 3.初步了解磁场具有能量 实验探究一：自感现象 实验一： 2.再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。 3.然后断开开关S。 1.先合上开关S，调节变阻器R的电阻，使同样规格的两个灯泡A1和A2的明亮程度相同。 观察：重新接通电路时， 两个灯泡亮度的变化情况。 现象： 灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。 问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？ 解释：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈L的磁通量也随着增大，因而线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，所以通过A1的电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐渐亮起来。 实验二： 1.把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。 2.接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。 A L S 观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。 现象： S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。 问题：灯泡A为什么要过一会才熄灭？ 解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。 1.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。 2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 自感现象 3.自感电动势的作用： 阻碍导体中原来电流的变化。 (1)导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 (2)导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 探究二：自感电动势 1.自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2.自感系数 L－简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 1 2 3 线圈越大、匝数越多，它的自感系数越大； 给线圈中加入铁芯，自感系数比没有铁芯时大得多。 单位：亨利，简称亨，符号：H 其他单位：毫亨（mH）、微亨（μH） （2） 1.关于自感现象，下列说法正确的是（ ） A.感应电流一定和原电流方向相反 B.线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大 C.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大 D.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大 D 2.实验一中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。 C A L A1 R A2 S R1 I t I t I t I t A B C D 3.如右图，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间变化的图像为 图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图； A L S A C 若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间变化的图像为 图，通过灯泡的电流图像为 图。 B D 3.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有（ ） A.灯A立即熄灭　　　　　 B.灯A慢慢熄灭 C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭　　 D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭 A A L S 4.如图电路，合上S时，发现电流表A1指针向右 偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的偏 转情况是:( ) A.A1向左，A2向右 B.A1向右，A2向左 C.A1 、A2都向右 D.A1 、A2都向左 R2 L R1 S A1 A2 6.如图所示，a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”，闭合电键，调节R，使a、b都正常发光。这时断开电键后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后那只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？ a b L R 思考：为什么灯泡会闪亮一下再熄灭呢？ 在开关断开的瞬间，含有线圈L的支路中，线圈L相当于电源，电流I1不能立即减为0，而是逐渐减小，L灯A的支路构成闭合回路，如果I1大于原来通过灯A的电流I2 ，则灯A就会闪亮一下再熄灭. 自感系数很大有时会产生危害： 电子设备中常要用一种没有电感的精密电阻，它是用一根电阻线对折后绕制（双线并绕法）成的线圈，如图所示，为什么这种结构