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1、4.6互感和自感【学习目标】一知识与技能1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。4能够通过电磁感应局部知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。二过程与方法1通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。2通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。三情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。【自主学习】图1想一想：如图1所示电路中，当s闭合、断开或s闭合
2、而滑动变阻器的电阻发生变化时都会使线圈A的电流发生变化，它产生的变化磁场在周围空间产生感生电场，从而在线圈B中产生了互感电动势，这个现象称为互感，在此过程中能量由A线圈传到B线圈，变压器就是利用了这个原理。填一填：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。填一填：由于线圈自身电流的变化在周围的空间产生了感生电场，从而在自身激发出自感感应电动势的现象称为自感。点一点：课本22页图4.6-2所示，当电键闭合瞬间，线圈中电流增加，由楞次定律可知：在线圈L中产生的自感电动势感应电流阻碍电流的增加，故灯泡A1较慢的亮起来；课本23页
3、图4.6-4所示，当电键闭合断开瞬间，线圈中电流减小，由楞次定律可知：在线圈L中产生的自感电动势感应电流阻碍电流的减小，故灯泡A慢慢的熄灭；由此可知：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。议一议：在通电自感现象中电源把能量输送给磁场，从而储存于磁场中；在断电自感现象中储存于线圈的磁场中的能量逐步释放，故线圈中电流慢慢消失。填一填：由法拉第电磁感应定律，自感电动势的大小正比于线圈中磁通量的变化率，而线圈中磁通量的变化率又正比于电流的变化率，即。式中L称为自感系数，它与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关。想一想：通过互感与自感的学习你能列举一些生活中的关系它们的应用与防止的实例吗【典
4、例剖析】【例1】如下列图，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路到达稳定，灯泡D发光。那么 A在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗解析：因R、L阻值很小，在电路甲中，线圈L与灯泡D串联，L中电流很小，断开S时自感电动势较小，自感作用使D与L中的电流值从S接通稳定后开始减小，D将逐渐变暗，而不是立即熄灭。在电路乙中，L与D、R并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从开始的稳定值逐渐减小，所以断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将变
5、得更亮，然后渐渐变暗。正确选项为AD点评：S接通后电路稳定，比较L与D中电流大小，S断开后，因自感作用L、D、R构成回路有电流，判断D变暗还是变亮，关键是看S断开后从L流到D中的电流比D中原来S未断开时的电流是大还是小。【例2】如下列图，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：1假设R1R2，灯泡的亮度怎样变化2假设R1R2，灯泡的亮度怎样变化解析：灯泡的亮度由它的实际功率I2R即流过灯泡中的电流来决定。因而必须从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。K断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立即消失，但L中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡，使小灯泡逐渐变
6、暗到熄灭。1因R1R2，即I1I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。2因R1R2，即I1I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1方向相反，然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。点评：1假设是理想线圈，即直流电阻为零。L与灯泡串联时，通过灯泡的电流与L中电流始终同步，因而不能突变。L与灯泡并联时，通过灯泡的电流与L中的电流在电路接通时不同步，即灯丝中电流突变到最大再渐渐变小到零，而L中电流从零逐渐增大到最大；断开电路时，L因自感而对灯丝供电，使灯丝中的电流从零突变到原来L中的电流值，再渐渐变为零。2当L与灯丝并联
7、且L的电阻不为零时，接通电源时灯丝中电流突变为最大，再慢慢减小，而L中的电流由零开始逐渐增大到稳定；稳定后L和灯丝中都有电流，因而灯不会熄灭。断开电源时：要讨论RL=R灯、RLR灯、RLR灯时，电流变化情况。【课堂训练】1以下关于自感现象的说法中，正确的选项是 A自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数，下面说法正确的选项是 A线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C线圈中
8、电流变化越快，自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定3磁通量的单位是_，磁感强度的单位是_，自感系数的单位是_。4如下列图，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭B小灯立即亮，小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭5如下列图是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，那么在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个实验是用来演示_现
9、象的。6如下列图的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，以下说法中正确的选项是 A当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B当接通电路时，A1和A2始终一样亮C当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭D当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭7如下列图电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的选项是 A开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数B开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数C开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数D开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数 8如下列图，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，假设将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，那么 A电键S闭合时，灯泡D1、2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮B电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭D电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭【答案】1ACD 2D 3Wb T H 4A 5b、a、自感或断电自感6C 7BD 8AC