2018-2019學年高中物理 第一章 電磁感應 5 自感課件 教科版選修3-2.ppt

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1、5自感,第一章電磁感應,學習目標,知識探究,典例精析,達標檢測,,一、通電自感現(xiàn)象,,答案,通電自感：如圖1所示，開關S閉合的時候兩個燈泡的發(fā)光情況有什么不同，根據(jù)楞次定律結合電路圖分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？,,知識探究,,,導學探究,圖1,答案現(xiàn)象：燈泡A2立即正常發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來.原因：電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應電流產(chǎn)生的磁通量與原來電流產(chǎn)生的磁通量方向相反，則線圈中感應電動勢方向與原來的電流方向相反，線圈中感應電動勢阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達到正常值的時間.,自感及自感電動勢的特點：(1)自感：由于導體線圈本身的電流發(fā)

2、生而引起的電磁感應現(xiàn)象，稱為自感.由于自感而產(chǎn)生的感應電動勢叫做.(2)當線圈中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向，阻礙電流的，但不能阻止電流的變化.,,,知識梳理,變化,自感電動勢,相反,增大,,答案,如圖2所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，A、B為兩個完全相同的燈泡，當S閉合時，下列說法正確的是(),,,即學即用,B,,解析S閉合時，由于與A燈泡串聯(lián)的線圈L產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D錯，B正確.,解析答案,圖2,A.A比B先亮，然后A滅B.B比A先亮C.A、B一起亮，然后A滅D.A、B一起亮，然后B滅,二、斷電自感現(xiàn)象,斷電自感：如圖3所示，先閉合開

3、關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關.,答案S閉合時，燈泡A中電流方向向左，S斷開瞬間，燈泡A中電流方向向右，所以開關S斷開前后，流過燈泡的電流方向相反.,,,導學探究,,答案,(1)開關斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？,圖3,(2)在斷開過程中，有時燈泡閃亮一下再熄滅，有時燈泡只會緩慢變暗直至熄滅，請分析上述兩種現(xiàn)象的原因是什么？,答案在開關斷開后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產(chǎn)生的感應電流比燈泡中的原電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅，就必須使自感線圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡.而當線圈電阻大于燈泡電阻時，燈泡只會緩慢變暗直至熄滅.,,答案,圖3,對斷電自感現(xiàn)象的認識：(1)當線圈中的電

4、流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向；(2)斷電自感中，若斷開開關瞬間通過燈泡的電流斷開開關前的電流，燈泡會閃亮一下；若斷開開關瞬間通過燈泡的電流斷開開關前的電流，燈泡不會閃亮一下，而是逐漸變暗.(3)自感電動勢總是線圈中電流的變化，但不能阻止線圈中電流的變化.,,,知識梳理,相同,,答案,大于,小于等于,阻礙,(多選)如圖4所示甲、乙電路，自感線圈L的電阻都很小.閉合開關S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則(),,解析答案,,,即學即用,圖4,A.在電路甲中，斷開S，A將逐漸變暗B.在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開S，A將逐漸變暗D.在電路乙中，斷開S，A

5、將先變得更亮，然后漸漸變暗,解析題圖甲中，A與電感線圈L在同一個支路中，流過的電流相同，斷開開關S時，線圈L中的自感電動勢要維持原電流不變，所以開關斷開的瞬間，A的電流不變，以后電流漸漸變小.因此，A漸漸變暗.題圖乙中，A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因為電感線圈的電阻很小)，斷開開關S時，電感線圈的自感電動勢要阻礙電流的變小，此瞬間電感線圈中的電流不變，電感線圈相當于一個電源給A供電.因此，反向流過A的電流瞬間要變大，然后漸漸變小，所以A將先閃亮一下，然后漸漸變暗.答案AD,三、自感電動勢,如圖5所示，李輝在斷開正在工作的電動機開關時，會產(chǎn)生電火花，這是為什么？,,,導學探究,

6、,答案,圖5,答案電動機中的線圈匝數(shù)很多，當電路開關斷開時會產(chǎn)生很大的自感電動勢，使得開關中的金屬片之間產(chǎn)生電火花.,自感電動勢及自感系數(shù)：(1)自感電動勢：EL＝，其中L是自感系數(shù)，簡稱自感或電感.單位：，符號：.(2)自感系數(shù)與線圈的、、，以及是否有鐵芯等因素有關.,,,知識梳理,,享利,,答案,H,形狀,體積,匝數(shù),關于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是()A.線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢就一定越大B.線圈中電流等于零時，自感系數(shù)也等于零C.線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D.線圈的自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)及有無鐵芯決定,,解析答案,,,即學即用,,解析自感系數(shù)是由線圈的形狀、體積、匝數(shù)

7、、有無鐵芯等因素決定的，故B、C錯，D對；自感電動勢不僅與自感系數(shù)有關，還與電流變化快慢有關，故A錯.,D,返回,例1如圖6所示，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計，LA、LB是兩個相同的燈泡，且在下列實驗中不會燒毀，電阻R2阻值約等于R1的兩倍，則(),一、自感現(xiàn)象的分析,,典例精析,,歸納總結,解析答案,圖6,A.閉合開關S時，LA、LB同時達到最亮，且LB更亮一些B.閉合開關S時，LA、LB均慢慢亮起來，且LA更亮一些C.斷開開關S時，LA慢慢熄滅，LB馬上熄滅D.斷開開關S時，LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅,,解析由于燈泡LA與線圈L串聯(lián)，燈泡LB與電阻R2串聯(lián)，當S閉

8、合的瞬間，通過線圈的電流突然增大，線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增加，所以LB先亮，A、B錯誤.由于LA所在的支路電阻阻值偏小，故穩(wěn)定時電流大，即LA更亮一些，當S斷開的瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動勢，兩燈組成的串聯(lián)電路中，電流從線圈中電流開始減小，即從IA減小，故LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅，C錯誤，D正確.答案D,歸納總結,歸納總結,,1.通電瞬間自感線圈處相當于斷路.2.電流增大過程中自感線圈對電流有阻礙作用.3.電流穩(wěn)定時自感線圈相當于導體，若其直流電阻忽略不計，則相當于導線.4.斷電時，自感線圈相當于電源，其電流由原值逐漸減小，不會發(fā)生突變.(必須有閉合回路),針對訓練(多選)如圖7

9、所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)，LA是一燈泡，下列說法正確的是(),,圖7,A.開關S閉合瞬間，無電流通過燈泡B.開關S閉合后，電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡C.開關S斷開瞬間，無電流通過燈泡D.開關S閉合瞬間，燈泡中有從a到b的電流，而在開關S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流,解析答案,解析開關S閉合瞬間，燈泡中的電流從a到b，A錯誤；線圈由于自感作用，通過它的電流逐漸增加，開關S接通后，電路穩(wěn)定時，純電感線圈對電流無阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無電流通過，B正確；開關S斷開的瞬間，由于線圈的自感作用，線圈中原有從a到b的電流將逐漸減小，線圈與燈泡形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流，C

10、錯誤，D正確.答案BD,例2如圖8所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流是2A，流過燈泡的電流是1A，現(xiàn)將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關系的圖像是(),二、自感現(xiàn)象的圖像問題,,圖8,解析答案,拓展深化,解析開關S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A.開關S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感作用會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應電動勢，使線圈中的電流從原來的2A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應該是從2A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對.答案D,,拓展深化,拓展深化,,上題

11、中斷電時燈泡有無閃亮現(xiàn)象發(fā)生？,答案有.,,答案,例3如圖9所示是日光燈的結構示意圖，若按圖示的電路連接，關于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是(),三、對日光燈工作原理的理解,,解析答案,圖9,A.S1接通，S2、S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光B.S1、S2接通，S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光C.S3斷開，接通S1、S2后，再斷開S2，日光燈就能正常發(fā)光D.當日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光,返回,解析當S1接通，S2、S3斷開時，電源電壓220V直接加在燈管兩端，達不到燈管啟動的高壓值，日光燈不能發(fā)光，選項A錯誤.當S1、S2接通，S3斷開時，燈絲兩端被短路，電壓為零，不能使

12、氣體電離導電，日光燈不能發(fā)光，選項B錯誤.當日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，則鎮(zhèn)流器被短路，燈管兩端電壓過高，會損壞燈管，選項D錯誤.只有當S1、S2接通，燈絲被預熱，發(fā)出電子，再斷開S2，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動勢，和原電壓一起加在燈管兩端，使氣體電離，日光燈正常發(fā)光，選項C正確.答案C,,返回,1.(多選)如圖10所示電路中，、是兩只相同的電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是(),,達標檢測,1,2,3,4,,圖10,A.開關S閉合的瞬間，電流表的讀數(shù)大于的讀數(shù)B.開關S閉合的瞬間，電流表的讀數(shù)小于的讀數(shù)C.開關S閉合，電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表的讀數(shù)大于的讀

13、數(shù)D.開關S閉合，電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表的讀數(shù)等于的讀數(shù),BD,答案,,答案,2.如圖所示，S為啟動器，L為鎮(zhèn)流器，其中日光燈的接線圖正確的是(),1,2,3,4,A,3.某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖11所示的電路.檢查電路后，閉合開關S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因.你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(),1,2,3,4,圖11,,解析答案,A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大D.線圈的自感

14、系數(shù)較大,解析從實物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡A并聯(lián)，斷開開關S時，小燈泡A中原來的電流立即消失，線圈L與小燈泡組成閉合回路，由于自感，線圈中的電流逐漸變小，使小燈泡中的電流反向且與線圈中電流大小相同，小燈泡未閃亮說明斷開S前，流過線圈的電流與小燈泡的電流相同或較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項C正確.答案C,1,2,3,4,4.在如圖12所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關S后，調(diào)節(jié)R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為I.然后，斷開S.若t′時刻再閉合S，則在t′前后的一小段時間內(nèi)，能正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖像是(),,1,2,3,4,返回,圖12,解析答案,解析與滑動變阻器R串聯(lián)的L2，沒有自感，直接變亮，電流變化圖像如A中圖線，C、D錯誤.與帶鐵芯的電感線圈串聯(lián)的L1，由于自感，電流逐漸變大，A錯誤，B正確.答案B,,1,2,3,4,返回,