{高考必备]高二物理教科版选修3-2学案：1.9自感Word版含解析(经典).docxVIP

第9讲　自感[目标定位]　1.知道自感现象，了解自感现象中自感电动势的作用.2.理解自感系数和自感系数的决定因素.3.记住日光灯的结构和工作原理．一、自感现象1．观察思考演示通电自感现象实验电路如图1所示，开关S接通时，可以看到灯泡D1立即正常发光，而灯泡是D2逐渐亮起来的．图1想一想　在通电时，灯泡D2为什么会出现这种现象？答案　接通电路瞬间，根据楞次定律，穿过线圈自身磁通量的变化产生的感应电动势会阻碍电流的增加，所以通过灯泡D2的电流逐渐增加，D2慢慢亮起来．实验2：演示断电自感现象．实验电路如图2所示，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S，可以看到灯泡短时间内继续发光，延迟熄灭．图2想一想　在断电时，灯泡D为什么会出现这种现象？答案　电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量迅速减少，因而在线圈中产生较大的感应电动势，在线圈L和灯泡D组成的闭合电路中仍有电流存在，所以灯泡在短时间内继续发光，延迟熄灭．2．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，叫做自感．在自感现象中产生的电动势叫做自感电动势．二、自感系数1．自感电动势正比于电流的变化率，即EL＝L，式中的比例系数L叫做线圈的自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号：H.1mH＝10－3H,1μH＝10－6H.2．决定因素：自感系数与线圈的形状、体积、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．三、自感的典型应用——日光灯1．日光灯由灯管、启动器、镇流器、导线和开关组成．2．日光灯的工作原理：启动时，启动器的双金属片受热伸直与静触片接触，1～3s后，启动器的两触片分开，线路中电流中断，镇流器由于自感作用会产生很高的自感电动势，这个电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，使管内产生辉光放电；灯管导通后，镇流器由于自感产生电动势，对交流电有阻碍作用，起降压限流的作用.一、对通电自感现象的分析通电瞬间通过线圈的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增加，但不能阻止电流的增加．1．通电瞬间，自感线圈处相当于断路；电流稳定时，自感线圈相当于导体．2．与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定．例1　如图3所示，电路中电源的内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(　)图3A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭答案　B解析　本题考查通电自感现象的分析，关键是要知道电感线圈在电路稳定前后的作用：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错．稳定后，由于与B灯连接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．二、对断电自感现象的分析1．断电时自感线圈处相当于电源．2．断电时灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小的关系．若断电前，自感线圈电流大小IL大于灯泡的电流ID则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL小于灯泡中的电流ID则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭．3．要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化．例2　在图4中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计．当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方．那么，当开关S断开时，将出现(　)图4A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点答案　D解析　S断开后，自感电流的方向与G1原电流方向相反，与G2原电流方向相同，正确选项为D.针对训练　如图5所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是(　)图5答案　B解析　在t＝0时刻闭合开关S，由于电感L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源输出电流较大，路端电压较低．在t＝t1时刻断开开关S，电感L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中正确的是B.三、对自感电动势及自感系数的理解1．对自感电动势的理解(1)自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，可概括为“增反减同”．(2)由EL＝L知自感电动势与L和有关，与ΔI、Δt无关．2．对自感系数的理解(1)自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长，单位长度的匝