現(xiàn)代文閱讀Ⅰ把握共性之“新”打通應(yīng)考之“脈”第二章電磁感應(yīng)第四節(jié)互感和自感

必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)一互感現(xiàn)象當(dāng)線圈A中電流發(fā)生變化時(shí)，它產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在線圈B中激發(fā)出了__________．根據(jù)______思想，線圈B中感應(yīng)電流的變化，同時(shí)也會(huì)在線圈A中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．這種現(xiàn)象稱(chēng)為互感，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為_(kāi)_________．互感現(xiàn)象也可以發(fā)生在兩個(gè)互相靠近的____之間．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱(chēng)性互感電動(dòng)勢(shì)電路知識(shí)點(diǎn)二自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈本身產(chǎn)生的__________，阻礙原來(lái)電流變化的現(xiàn)象．2．通電自感和斷電自感項(xiàng)目電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的作用通電自感

接通電源的瞬間，燈泡A1______________電流的增加感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸亮起來(lái)阻礙3．自感電動(dòng)勢(shì)：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．項(xiàng)目電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的作用斷電自感

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，燈泡A____________電流的減小逐漸熄滅阻礙知識(shí)點(diǎn)三自感系數(shù)1．定義：描述_________自身特性的物理量，又稱(chēng)自感或電感．2．物理意義：表示線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量．3．大小的決定因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及有無(wú)____等因素有關(guān)．4．單位：國(guó)際單位是亨利，簡(jiǎn)稱(chēng)亨，符號(hào)是___，常用的還有毫亨(mH)和微亨(μH)，1H＝____mH＝____μH．通電線圈鐵芯H103106知識(shí)點(diǎn)四生活、生產(chǎn)中的自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象廣泛地存在于生活、生產(chǎn)之中．人們常常利用自感現(xiàn)象，比如通過(guò)斷電自感來(lái)產(chǎn)生_____，日光燈、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器、_________________等都利用了這一原理．2．自感現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生危害，生產(chǎn)中的大型電動(dòng)機(jī)一般都有自感系數(shù)很大的線圈．當(dāng)電路中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，使開(kāi)關(guān)的閘刀和固定夾片之間的空氣電離而變成導(dǎo)體，形成____．這不僅會(huì)燒壞開(kāi)關(guān)，甚至還會(huì)危害到操作人員的安全，因此，切斷這種電路時(shí)必須采用特制的_________．高壓煤氣灶電子點(diǎn)火器電弧安全開(kāi)關(guān)1．思考判斷(正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”)(1)自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象． (

)(2)線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反． (

)(3)線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)． (

)(4)線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定． (

)(5)當(dāng)電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流反向，當(dāng)電流減小時(shí)與原來(lái)的電流同向． (

)√×

√√√2．通過(guò)一個(gè)線圈的電流在均勻增大時(shí)，則這個(gè)線圈的(

)A．自感系數(shù)也將均勻增大B．自感電動(dòng)勢(shì)也將均勻增大C．磁通量保持不變D．自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)不變√

3．(多選)如圖所示，帶鐵芯的自感線圈的電阻與電阻R的阻值相同，A1和A2是兩個(gè)完全相同的電流表，則下列說(shuō)法中正確的是(

)A．閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù)B．閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)C．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù)D．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)√√AD

[閉合S瞬間，由于自感線圈L的阻礙，使得I1<I2，電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù)，A正確，B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S瞬間，自感線圈L與R形成閉合回路，因此電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)，C錯(cuò)誤，D正確．]關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成(1)如圖所示為一小型變壓器，其兩線圈并不連接，它們是怎樣完成能量傳遞的？提示：通過(guò)互感，能量從一個(gè)線圈傳遞到另一線圈．(2)如圖所示，在演示斷電自感實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)燈泡D會(huì)閃亮一下，然后逐漸熄滅，你能說(shuō)出是什么原因?qū)е碌膯?？提示：若線圈L的阻值RL小于燈泡阻值RD時(shí)，斷電前穩(wěn)定狀態(tài)下電流IL＞ID．?dāng)嚯姾驦與D構(gòu)成回路，斷電瞬間由于自感現(xiàn)象，IL將延遲減弱，則流過(guò)燈泡D的電流為IL大于原電流，所以會(huì)使燈泡閃亮一下后再逐漸熄滅．考點(diǎn)1互感現(xiàn)象的理解1．互感現(xiàn)象是一種常見(jiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間．2．互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路．變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的．3．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要求設(shè)法減小電路間的互感．【典例1】

(多選)如圖所示是一種延時(shí)裝置的原理圖，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通，當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放．則(

)A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C．如果斷開(kāi)B線圈的開(kāi)關(guān)S2，無(wú)延時(shí)作用D．如果斷開(kāi)B線圈的開(kāi)關(guān)S2，延時(shí)時(shí)間變長(zhǎng)√√BC

[線圈A中的磁場(chǎng)隨開(kāi)關(guān)S1的閉合而產(chǎn)生，隨S1的斷開(kāi)而消失．當(dāng)S1閉合時(shí)，線圈A中的磁場(chǎng)穿過(guò)線圈B，當(dāng)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，線圈A在線圈B中的磁場(chǎng)變?nèi)酰€圈B中有感應(yīng)電流，B中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)繼續(xù)吸引D而起到延時(shí)的作用，所以選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；若S2斷開(kāi)，線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流而起不到延時(shí)作用，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如圖所示，1831年法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上，A線圈與電源、滑動(dòng)變阻器R組成一個(gè)回路，B線圈與開(kāi)關(guān)S、電流表G組成另一個(gè)回路．通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是(

)A．閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，電流表G中有a→b的感應(yīng)電流B．閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流C．閉合開(kāi)關(guān)S后，在減小電阻R的過(guò)程中，電流表G中有a→b的感應(yīng)電流D．閉合開(kāi)關(guān)S后，在減小電阻R的過(guò)程中，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流√C

[閉合與斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，穿過(guò)線圈B的磁通量都不發(fā)生變化，電流表G中均無(wú)感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)S后，在減小電阻R的過(guò)程中，線圈A中的電流增大，則通過(guò)線圈B的磁通量增大，根據(jù)右手螺旋定則可確定穿過(guò)線圈B的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)楞次定律可知電流表G中有a→b的感應(yīng)電流，故C正確，D錯(cuò)誤．]考點(diǎn)2自感現(xiàn)象的理解1．對(duì)自感現(xiàn)象的理解：自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵從法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．2．對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解(1)產(chǎn)生原因：通過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．(2)自感電動(dòng)勢(shì)的方向：當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同(增反減同)．(3)自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙原電流的變化，而不是阻止，電流仍在變化，只是使原電流的變化時(shí)間變長(zhǎng)，即總是起著推遲電流變化的作用．3．對(duì)電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電路中電流的變化，使得通過(guò)電感線圈的電流不能突變．(2)若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的．【典例2】關(guān)于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法中正確的是(

)A．電感一定時(shí)，電流變化越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大B．電感一定時(shí)，電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大C．通過(guò)線圈的電流為零的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)為零D．通過(guò)線圈的電流為最大值的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)最大√

規(guī)律方法

(1)電流變化時(shí)，電感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì)電流的變化有阻礙作用．(2)電流穩(wěn)定時(shí)，電感線圈不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于一段導(dǎo)體，阻值即為直流電阻．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈L的電阻不計(jì)．以下判斷正確的是(

)A．閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為EB．閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電C．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，電容器的a極板將帶正電D．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，電容器的a極板將帶負(fù)電√C

[閉合S，穩(wěn)定后，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，則電容器被短路，則其兩端電壓為零，故A錯(cuò)誤；電容器兩端的電壓為零，a極板不帶電，故B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S的瞬間，線圈L中電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，給電容器充電，根據(jù)線圈中的電流方向不變，則電容器的a極板將帶正電，故C正確，D錯(cuò)誤．]考點(diǎn)3通電自感與斷電自感問(wèn)題通電自感與斷電自感的比較項(xiàng)目通電自感斷電自感電路圖

器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)，RL?RA項(xiàng)目通電自感斷電自感現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2燈立即亮起來(lái)，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅(當(dāng)抽掉鐵芯后，重做實(shí)驗(yàn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，會(huì)看到燈A馬上熄滅)項(xiàng)目通電自感斷電自感原因由于開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，流過(guò)電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增大，使流過(guò)A1燈的電流比流過(guò)A2燈的電流增加得慢斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)電感線圈L的電流減小，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間；在S斷開(kāi)后，通過(guò)L的電流反向通過(guò)電燈A，且由于RL?RA，使得流過(guò)A燈的電流在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間突然增大，從而使A燈的發(fā)光功率突然變大項(xiàng)目通電自感斷電自感能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能【典例3】

(多選)圖中兩個(gè)電路是研究自感現(xiàn)象的電路，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述正確的是(

)

A．接通開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A2立即就亮，A1稍晚一會(huì)兒亮B．接通開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A1立即就亮，A2稍晚一會(huì)兒亮C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A1立即熄滅，A2稍晚一會(huì)兒熄滅D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A2立即熄滅，A1稍晚一會(huì)兒熄滅√√[思路點(diǎn)撥]

①與線圈L串聯(lián)的燈泡與線圈中電流一定相等．②與線圈L并聯(lián)的燈泡的電流與線圈中電流可以不同．AC

[接通開(kāi)關(guān)時(shí)，A2立即就亮，A1與線圈串聯(lián)，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，電流逐漸變大，所以A1稍晚一會(huì)兒亮，A正確，B錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，A1立即熄滅，A2由于和線圈構(gòu)成回路，回路中電流逐漸減小，所以稍晚一會(huì)兒熄滅，C正確，D錯(cuò)誤．]規(guī)律方法

通、斷電自感現(xiàn)象的判斷技巧(1)通電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，且與電流方向相反，使電流相對(duì)緩慢地增大．(2)斷電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相同，在與線圈串聯(lián)的回路中，線圈相當(dāng)于電源，它提供的電流逐漸減小．(3)電流穩(wěn)定時(shí)，若線圈有電阻時(shí)就相當(dāng)于一個(gè)定值電阻，若不計(jì)線圈的電阻時(shí)就相當(dāng)于一根導(dǎo)線．[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．(人教版教材改編)如圖所示，a、b、c為三個(gè)相同的燈泡，額定電壓稍大于電源的電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻可以忽略．L是一個(gè)本身電阻可忽略的電感線圈．開(kāi)關(guān)S閉合，現(xiàn)突然斷開(kāi)，已知在這一過(guò)程中燈泡都不會(huì)燒壞，則下列關(guān)于c燈泡的說(shuō)法中正確的是(

)A．亮度保持不變B．將閃亮一下，而后逐漸熄滅C．將閃亮一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度D．將變暗一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度√C

[當(dāng)開(kāi)關(guān)合上，穩(wěn)定后，燈泡a被短路不亮，b、c兩燈的電壓為電源電壓，通過(guò)L的電流為E電壓下燈泡工作電流的2倍．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，a、b燈串聯(lián)后與c燈并聯(lián)接到電路中，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，斷電瞬間，通過(guò)L的電流也通過(guò)c燈，即c燈中原電流的2倍，c燈閃亮，但是穩(wěn)定后c兩端的電壓仍是E，所以最終恢復(fù)原亮度，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1．無(wú)線充電是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)．如圖所示，該技術(shù)通過(guò)交變磁場(chǎng)在發(fā)射線圈和接收線圈間傳輸能量，內(nèi)置接收線圈的手機(jī)可以直接放在無(wú)線充電基座上進(jìn)行充電．關(guān)于無(wú)線充電的說(shuō)法正確的是(

)A．無(wú)線充電效率高，線圈不發(fā)熱B．無(wú)線充電基座可以用穩(wěn)恒直流電源供電C．無(wú)線充電過(guò)程主要利用了電磁感應(yīng)原理D．無(wú)線充電基座可以對(duì)所有手機(jī)進(jìn)行無(wú)線充電√C

[由于接收線圈的磁通量只是發(fā)射線圈產(chǎn)生的一部分，所以無(wú)線充電效率低，充電時(shí)線圈中有電流，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，可知線圈會(huì)發(fā)熱，故A錯(cuò)誤；如果無(wú)線充電基座用穩(wěn)恒直流電源供電，則接收線圈的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，無(wú)法對(duì)手機(jī)充電，故B錯(cuò)誤；無(wú)線充電過(guò)程主要利用互感現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞的，故C正確；如果手機(jī)內(nèi)沒(méi)有接受線圈，則無(wú)線充電基座不可以對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電，故D錯(cuò)誤．]2．(教材P53T2改編)在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個(gè)相同的燈泡．線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A2先亮，A1逐漸變亮B．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A1和A2同時(shí)亮C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，A2閃亮一下再熄滅D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)A2的電流方向向左√A

[當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈A2立即發(fā)光．電流通過(guò)線圈，穿過(guò)線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，所以A1逐漸亮起來(lái)，所以A2比A1先亮，由于線圈直流電阻忽略不計(jì)，當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，兩燈電流相等，亮度相同，故A正確，B錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，由于自感作用，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源，與燈泡A1和A2串聯(lián)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S前后通過(guò)兩燈的電流大小相同，都過(guò)一會(huì)兒熄滅，燈A2不會(huì)閃亮，流過(guò)A2的電流方向向右，故C、D錯(cuò)誤．]3．如圖是用電流傳感器(電流傳感器相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡D的阻值，在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S．在選項(xiàng)圖所示的圖像中，可能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時(shí)間變化情況的是(

)√B

[閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，自感線圈的電阻很大，燈泡中有一定的電流通過(guò)，過(guò)一段時(shí)間，自感線圈的電阻減小，自感線圈與燈泡并聯(lián)的兩端電壓減小，故燈泡中的電流變小，選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤；當(dāng)時(shí)間再延長(zhǎng)，燈泡的電流穩(wěn)定在某一值上，且大于直流電阻值較大的線圈中的電流；當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，自感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感線圈中的電流與原來(lái)的電流方向相同，它與燈泡組成的電路中，通過(guò)燈泡的電流方向與斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前相反，且電路中的電流比斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前燈泡中的穩(wěn)定電流要小一些，然后電流隨自感電動(dòng)勢(shì)的減小而慢慢減小到0，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤．]提示：兩個(gè)線圈之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫作互感．回歸本節(jié)內(nèi)容，自我完成以下問(wèn)題：1．什么叫互感現(xiàn)象？提示：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自感．2．什么叫自感現(xiàn)象？3．自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的作用？提示：電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加；電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小．提示：自感系數(shù)只與線圈本身因素，如線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯等有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)．4．自感系數(shù)與哪些因素有關(guān)？閱讀材料·拓寬物理視野日

光

燈日光燈正常發(fā)光時(shí)燈管兩端只允許通過(guò)較低的電流，所以加在燈管上的電壓略低于電源電壓，但是日光燈開(kāi)始工作時(shí)需要一個(gè)較高電壓擊穿，所以在電路中加入了鎮(zhèn)流器，不僅可以在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較高電壓，同時(shí)可以在日光燈工作時(shí)穩(wěn)定電流．如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的時(shí)候，電源電壓立即通過(guò)鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極．220V的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電．輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，輝光產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接通，電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路．燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子．這時(shí)，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低；雙金屬片自動(dòng)復(fù)位，兩極斷開(kāi)．在兩極斷開(kāi)的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓疊加后作用于管兩端．燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)．在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離．氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線．在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見(jiàn)光．日光燈正常發(fā)光后．由于交流電不斷通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中的電流變化．鎮(zhèn)流器起到降壓限流的作用，使電流穩(wěn)定在燈管的額定電流范圍內(nèi)，燈管兩端電壓也穩(wěn)定在額定工作電壓范圍內(nèi)．問(wèn)題鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)和在正常工作時(shí)起什么作用？啟輝器中電容器的作用是什么？提示：瞬時(shí)高壓，降壓限流作用．避免產(chǎn)生電火花．題時(shí)分層作業(yè)(七)互感和自感

題組一自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì)1．某同學(xué)用如圖所示的電路研究斷電自感現(xiàn)象．閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)S，小燈泡漸漸熄滅．重復(fù)多次，仍未出現(xiàn)物理老師課堂演示斷電時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮之后再逐漸熄滅的現(xiàn)象，你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(

)A．電源的電動(dòng)勢(shì)較大B．小燈泡A的燈絲斷了C．線圈L的電阻較小D．小燈泡A燈絲電阻較小題D

[斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，小燈泡能否發(fā)生閃亮，取決于小燈泡的電流有沒(méi)有增大，與電源的電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；小燈泡A的燈絲斷了，小燈泡將不亮，故B錯(cuò)誤；線圈L的電阻較小，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)小燈泡的電流小于線圈L的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)小燈泡的電流從線圈L原來(lái)的電流逐漸減小，小燈泡發(fā)生閃亮現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；小燈泡A燈絲電阻較小，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)小燈泡的電流大于線圈L的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)小燈泡的電流從線圈L原來(lái)的電流逐漸減小，小燈泡將不發(fā)生閃亮現(xiàn)象，故D正確．]題號(hào)135246879102．(魯科版教材改編)在制造精密電阻時(shí)，為消除電阻使用過(guò)程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采取了雙線繞法，如圖所示，其道理是(

)A．當(dāng)電路中電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)互相抵消B．當(dāng)電路中電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消C．當(dāng)電路中電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量互相抵消D．以上說(shuō)法均不正確√題

[由于采用雙線并繞的方法，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的，不管電流怎樣變化，任何時(shí)刻兩股電流總是等大反向的，所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的，故總磁通量等于零，在該線圈中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此消除了自感，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)C正確．]題3．下列說(shuō)法正確的是(

)A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)方向相反B．線圈的自感作用是阻礙通過(guò)線圈的電流C．當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零D．自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化題

[當(dāng)磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向取決于引起感應(yīng)電流的磁通量是增大還是減小，感應(yīng)電流的方向與原來(lái)電流的方向沒(méi)有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；線圈的自感作用是阻礙通過(guò)線圈的電流的變化，不是阻礙電流，故B錯(cuò)誤；線圈的電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的大小無(wú)關(guān)，與磁通量的變化率有關(guān)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)線圈自感的特點(diǎn)可知，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化，故D正確．]題

題組二通電自感和斷電自感分析4．如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)(

)A．P與Q同時(shí)熄滅

B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅

D．P閃亮后再熄滅題

[由題知，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，由于L的電阻很小，通過(guò)L的電流較大，Q燈正常發(fā)光，P燈微亮，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前通過(guò)Q燈的電流遠(yuǎn)大于通過(guò)P燈的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，Q燈所在電路未閉合，立即熄滅，由于自感，L中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與P燈組成閉合回路，故P燈閃亮后再熄滅，故選D．]題5．某同學(xué)想對(duì)比電感線圈和小燈泡對(duì)電路的影響，他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，電路兩端電壓恒定，電感線圈和燈泡并聯(lián)接在電源兩端．先閉合開(kāi)關(guān)K，等電路穩(wěn)定后，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡突然閃了一下．已知燈泡的規(guī)格為“1.25W

3.0V”，在實(shí)驗(yàn)室找到了兩個(gè)自感系數(shù)相同的線圈A、B，它們的直流電阻分別為10Ω、5Ω．下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是(

)A．選用兩個(gè)線圈中的任意一個(gè)都可以得到上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象B．閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡逐漸亮起來(lái)C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，流過(guò)電感線圈的電流突然增大D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，流過(guò)燈泡的電流改變方向題/p>

題

題/p>

√

題組三自感現(xiàn)象中的圖像問(wèn)題7．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)對(duì)比電感線圈和小燈泡對(duì)電路的影響，電路兩端電壓U恒定，A1、A2為完全相同的電流傳感器．某次實(shí)驗(yàn)中得到通過(guò)兩電流傳感器的I-t圖像如圖乙所示，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．該實(shí)驗(yàn)演示的是斷電自感現(xiàn)象B．線圈的直流電阻小于燈泡的電阻C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后，小燈泡先閃亮一下再逐漸熄滅D．乙圖中的曲線a表示電流傳感器A1測(cè)得的數(shù)據(jù)題

[由題圖乙得，從計(jì)時(shí)開(kāi)始兩條支路都存在電流，分別是I1和I2，斷開(kāi)K后瞬間，自感線圈的電流要減小，于是自感線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙自身電流的減小，電流逐漸減小為零，因此本實(shí)驗(yàn)是：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，演示斷電自感現(xiàn)象，故A正確，不符合題意；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)自感線圈的電流方向是不變的，則自感線圈所在支路的電流如曲線a所示，即曲線a表示電流傳感器A2測(cè)得的數(shù)據(jù)，故D錯(cuò)誤，符合題意；I1>I2，說(shuō)明線圈的直流電阻小于燈泡的電阻，故B正確，不符合題意；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)之前通過(guò)線圈的電流大于通過(guò)小燈泡的電流，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，線圈相當(dāng)于電源，由于線圈、電阻和燈泡重新組成回路，則小燈泡先突然變亮再逐漸熄滅，故C正確，不符合題意．故選D．]題8．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，其內(nèi)阻r不可忽略，L1、L2是完全相同的燈泡；線圈L的直流電阻不計(jì)，電容器的電容為C．下列說(shuō)法正確的是(

)A．剛接通開(kāi)關(guān)S的瞬間，L1立即亮，L2逐漸變亮B．合上開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后，燈泡L1、L2的亮度相同C．電路穩(wěn)定后在斷開(kāi)S的瞬間，通過(guò)燈泡L1的電流方向向右D．電路穩(wěn)定后在斷開(kāi)S的瞬