2021-2022版高中物理人教版选修3-2学案：第四章 6 互感和自感
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-2第四章第6节：互感和自感
人教版物理选修3-2第四章第6节：互感和自感一、选择题。
1. 绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接，G为电流表，下列说法正确的是（）A.开关S闭合瞬间，G中的电流从左向右B.保持开关S闭合，G中的电流从左向右C.保持开关S闭合，向右移动变阻器R0的滑动触头，G中的电流从左向右D.断开开关S的瞬间，G的示数也为零2. 如图所示，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先闭合开关K，过一段时间突然断开，则下列说法中正确的是（）A.电灯立即熄灭B.电灯立即变暗再逐渐熄灭C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反3. 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路，检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象，虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大4. 如图所示，线圈L的电阻不计，则（）A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D.由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下，两板都不带电5. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L<R．在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S．下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中，正确的是（）A. B.C. D.6. 在生成实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全，为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是（）A. B.C. D.参考答案与试题解析人教版物理选修3-2第四章第6节：互感和自感一、选择题。
高中物理 第四章 电磁感应 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2(2021年整理)
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4.6 互感和自感过程问题情景:①发生电磁感应的条件是什么？②怎样得到这种条件，也就是让闭合回路中磁通量发生变化？③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？如果会发生,它们有什么不同呢？（一)互感现象1、基本概念：①互感:②互感现象：③互感电动势：2、互感的理解：（1）、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗？（2)这是互感吗？小结：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。
线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景：（互感中的能量）另一电路中能量从哪儿来的？小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
3、互感的应用和防止：（二）自感现象1、问题情景：由电流的磁效应可知,线圈通电后周围就有磁场产生,电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。
是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验：实验1 （演示P25实验)出示自感演示器，通电自感。
利用前面学过的电路知识及电磁感应知识,分析通电自感和断电自感的电路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结自感现象这一规律产生的原因.提出问题:闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生做预测，然后进行实验。
2021-2022版高中物理人教版选修3-2课件：第四章 6 互感和自感
接通电源的瞬间,灯泡 A1_较__慢__地__亮__起__来__
_阻__碍__电流的增加
断开开关的瞬间,灯泡 A_逐__渐__变__暗__。有时灯 泡A会闪亮一下,然后 逐渐变暗
_阻__碍__电流的减小
3.自感系数:
(1)自感电动势的大小:E=L I ,其中L是线圈的自感系数,简称自感或电感。
t
(2)单位:_亨__利__,符号:_H_。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)。换算关系
【易错辨析】 (1)自感现象中,感应电动势一定和原电流方向相反。 ( × ) (2)线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大。 ( × ) (3)对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也较大。 (√ ) (4)没有发生自感现象时,即使有磁场也不会储存能量。 ( × )
关键能力·合作学习
【解析】选C。根据楞次定律,当原电流增大时,感应电动势与原电流方向相反; 当原电流减小时,感应电动势与原电流方向相同,故A错误;在自感系数一定的条 件下,根据法拉第电磁感应定律,则有:通过导体的电流的变化率越大,产生的自 感电动势越大,与电流大小及电流变化的大小无关,故B错误,C正确;自感系数由 线圈自身决定,与其他因素无关,故D错误。
6 互感和自感
必备知识·自主学习
一、互感现象
二、自感现象
1.自感现象:一个线圈中的电流_变__化__时,它所产生的_变__化__的磁场在它本身激发 出感应电动势的现象,产生的电动势叫作_自__感__电__动__势__。
2.通电自感和断电自感: 电路
通电 自感
断电 自感
现象
自感电动势 的作用
匝数、线圈的横截面积、铁芯的有无有关,而与线圈内电流强度的变化率无关,
高中物理 4.6互感和自感学案 新人教版选修3-2
第四章电磁感应6 互感和自感【整体设计】互感现象是电磁感应现象的特例之一，其教学要求不高，只要求知道互感现象的产生，以及互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
本节教学先实验体验，后理论分析再实验验证，最后介绍应用。
自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定是教学的一个难点。
本节教学的关键是做好通电自感和断电自感这两个实验。
在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。
为突出物理教学的新课程理念，突出物理的探究性，本教学设计侧重于“理论探究”和“实验验证”，先不做实验，而是分别从分析（通电自感和断电自感）实验的电路入手，提出问题，再引导学生运用已学过的电磁感应有关规律进行理论探究，对可能产生的实验现象作出预测，然后通过学生动手实验加以验证，最后再进行针对性训练──这种设计既有利于提高他们分析问题、解决问题的能力，又有助于对产生自感原因的理解。
【教学目标】一、知识与技能1．了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止。
2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电自感现象的成因，并能利用自感知识解释自感现象。
3．了解自感电动势的计算式，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。
4．初步了解磁场具有能量。
二、过程与方法1．通过理论探究和实验验证了解互感现象。
2．引导学生自己动手，通过通电自感和断电自感两个实验的探究活动让学生来感知自感产生的现象。
3．能利用自感知识解释自感现象。
三、情感、态度与价值观1．通过探究活动，培养学生的观察能力和分析推理能力。
激发学生对科学的求知欲、培养学生探索与创新意识。
2．理解互感和自感是电磁感应现象的特例，让学生感悟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。
【教学重点】自感电动势的作用。
【教学难点】断电自感过程对小灯泡闪亮一下的原因解释。
高中物理-有答案-人教版选修3选修3-2第四章第6节互感和自感
高中物理人教版选修3选修3-2第四章第6节互感和自感一、选择题（共4题；）1. 关于线圈自感系数的说法，正确的是（）A.自感电动势越大，自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数变小C.把线圈匝数增加一些，自感系数变大D.电感是自感系数的简称2. 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3. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A.t1时刻，两环作用力最大B.t2和t3时刻，两环相互吸引C.t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D.t3和t4时刻，两环相互吸引4. 在图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化的图线是图中的（）A. B.C. D.二、多项选择题（共4题；）下列说法正确的是（）A.当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C.当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反线圈通以如图所示的随时间变化的电流，则（）A.0−t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1−t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t2−t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1−t2时间内线圈中的自感电动势为零如图所示，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E=5V，内阻r=1Ω，开始时开关S闭合．则（）A.断开S前，电容器带电荷量为零VB.断开S前，电容器电压为103C.闭合S的瞬间，电容器a板上带正电D.断开S的瞬间，电容器b板上带正电如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通。
高二物理选修3-2第四章4.6互感和自感导学案
4.6互感和自感【学习目标】1、知道互感现象，以及互感现象在电工技术和电子技术中的广泛应用。
2、了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。
3、知道自感系数的意义和决定因素【重点、难点】1.自感电动势的作用，会解释自感现象2.决定自感系数的因素3.自感现象的利与弊以及对它的利用和防止学法指导：互感和自感是电磁感应现象的特例，要通过学习明确互感和自感的原理。
1．两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生，这种现象叫互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．2．当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同时也在其本身激发出，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向，阻碍电流；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向，阻碍电流的减小．3．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的( )A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量也将均匀增大D．自感系数和自感电动势不变4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )A．自感电动势越大，自感系数也越大B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大D．电感是自感系数的简称5．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探究一、互感现象1、互感现象：两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做，这种感应电动势叫做。
2、应用和危害：应用：利用互感现象可以把___ ____从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
________就是利用互感现象制成的。
人教版高二物理选修3-2第四章 4.6互感和自感导学案
4.6互感与自感教学案编写、审核：高二物理组【学习目标】1．知道什么叫互感现象，了解互感的应用与防止；2．知道什么叫自感现象，理解它产生的机理和起到的作用；3．能够判断自感电动势的方向，并会用它解释一些现象；4．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；5．了解自感现象的利与弊及应用与防止。
【重点与难点】⒈教学重点：自感电动势的作用。
⒉教学难点：断电自感过程对小灯泡闪亮一下的原因解释。
【学习过程】一、互感现象㈠复习回顾实验4--2.3小线圈的电流变化→小线圈中电流激发的磁场变化→穿过大线圈的磁通量发生变化→大线圈产生感应电动势→闭合回路产生感应电流。
像上述实验，两个线圈之间并没有导线连接，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感。
说明：①互感现象的本质就是一种电磁感应现象。
②互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势现在，我们再来关注上述的电路：在A线圈中的电流变化时，B线圈会产生感应电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化，但我们发现，A线圈是插在B线圈中的，根据这个情况，你还能想到什么？在B线圈产生感应电流的同时，A线圈是否也会产生感应电流？二.自感现象1．线圈中电流发生变化，它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象；产生的感应电动势叫自感电动势。
2．自感现象满足楞次定律：请你假设出线圈的绕向，用自感电动势解释两个实验的现象例如实验一中线圈绕向如图所示，通电自感分析如下：I增大B原增大B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相反，阻碍I增大；当I达到最大时，E自=0，阻碍消失。
实验二中线圈绕向如图所示，断电自感分析如下：I减小B原减小B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相同，阻碍I减小切断电源后，I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小，所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。
高二物理人教版选修3-2第4章 6 互感和自感
2．(多选)如图 461 所示，是一种延时装置的原理图，当 S1 闭合时，电磁铁 F 将衔铁 D 吸下，C 线路接通；当 S1 断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段 时间才被释放．则( ) A．由于 A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放 D 的作用 B．由于 B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放 D 的作用 C．如果断开 B 线圈的开关 S2，无延时作用 D．如果断开 B 线圈的开关 S2，延时将变化
【答案】 D
[合 作 探 究·攻 重 难]
对互感现象的理解和应用
1． 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两个相互靠近的电路之间． 2． 互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路． 变压器就是利用互感现象 制成的．
如图 462 甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A 环中电流 iA 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( )
(多选)如图 464 所示，灯 A、B 完全相同，带铁芯的线圈 L 的电阻可忽 略，则( 熄灭 B．S 闭合瞬间，灯 A 不亮，灯 B 立即亮 C．S 闭合瞬间，灯 A、B 都不立即亮 D．稳定后再断开 S 的瞬间，灯 B 熄灭，灯 A 闪亮一下再熄灭 ) A．S 闭合的瞬间，灯 A、B 同时发光，接着灯 A 变暗，灯 B 更亮，最后灯 A
3．通电自感和断电自感 电 通电自感 路 现 象 自感电动势的作用 阻碍电流的增加 增加
接通电源的瞬间，灯泡 A1 逐渐地亮起来 断开开关的瞬间，灯泡闪亮
断电自感
减小 一下后逐渐变暗或灯泡 A 逐 阻碍电流的减小
渐变暗，直至熄灭
ΔI 自感 电感 4.自感电动势的大小：E＝LΔt ，其中 L 是自感系数，简称自感或电感，单位：
高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2(2021年整理)
辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2 辑整理：反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活教学过程设计教材处理 师生活动（二）进行新课 1、互感现象教师：我们现在来思考第一个问题：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明.学生：当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
教师：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
教师:利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈.因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用.请大家举例说明。
学生：变压器，收音机里的磁性天线.教师:互感现象有其有利的一面，也有其不利的一面。
任何两个相互靠近的电路之间都会存在互感现象.互感现象有时会影响电路的正常工作，这是就要设法减小电路间的互感。
小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路.互感和自感教学过程设计教材处理师生活动教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些?试用所学知识（楞次以分析说明。
教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些？试用所学知识（楞加以分析说明.学生：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电里？电动势方向又如何？）师生共同活动：电路接通时由零开始增加，穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L 中产生电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L 中电流推迟了电流达到正常值的时间。
［实验2]演示断电自感。
教师:出示教板，画出电路图（如图所示）接通电路,正常发光。
高中物理 人教版选修3-2 4.6 互感和自感 教学设计、教案
第六节互感和自感素养目标定位1.知道什么是互感现象和自感现象．2.观察通电自感和断电自感实验现象，理解自感电动势在自感现象中的作用．(重点＋难点)3.知道自感电动势的大小与什么有关，理解自感系数和自感系数的决定因素．(重点),素养思维脉络知识点1互感现象1．互感互不相连的并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生__感应电动势__，这种现象叫做互感。
(如图所示)2．互感电动势互感现象中的电动势叫__互感电动势__。
3．互感的应用和危害(1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另__一个电路__。
变压器就是利用互感现象制成的。
(2)在电力工程和电子电路中，__互感现象__有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感。
知识点2自感现象1．概念由于导体__本身的电流__发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
2．自感电动势由于__自感__而产生的感应电动势。
3．通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬时，灯泡A1逐渐地__亮起来__阻碍电流的__增加__断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐__变暗__，直到熄灭阻碍电流的__减小__ 知识点3自感系数1．概念自感电动势与导体中电流的变化率成正比，比例恒量即为__自感系数__，简称自感或电感。
2．决定因素自感系数L与线圈的形状、长短、__匝数__及__有无铁芯__有关。
线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，其自感系数L就__越大__。
如果线圈内有铁芯，则自感系数L 会比没有铁芯时__大的多__。
3．单位亨利(符号H)1H＝__103__ mH＝__106__μH。
4．物理意义表征线圈产生自感电动势__本领大小__的物理量。
数值上等于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大小。
知识点4磁场的能量1．自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有，磁场从无到有，电源把能量输送给__磁场__，储存在__磁场__中。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应《第6节 互感和自感》教案
《互感和自感》教学设计岳阳市十五中何小河一、教学设计思路“自感和互感”是人教版选修3-2第4章《电磁感应》第6节的内容，两者是电磁感应现象的两个重要实例，本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节课为了让学生经历必要的认知过程，尝试利用探究教学策略，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程，主要的特色体现在以下几个方面：1．对于“互感”的教学，采用小实验“无线输电”引出互感的概念，再让学生思考并动手做“无线传递音乐”这个实验，了解互感能传递能量和信息，充分激发学生探索规律的积极性。
2．对于“自感”的教学，把演示实验改进为设计探究型实验。
采用“积木式”的结构，在教学过程中随着问题的展开，逐步“装备”其实验装置，让学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。
二、学情分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分，是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的，是电磁感应现象具体运用的两个实例。
因此，对互感、自感现象的研究，既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。
同时，互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系，因此，学习该部分知识有着重要的现实意义。
学生已经学习了分析电路结构，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律，已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念，也没有意识到当线圈通过变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。
学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。
学生已经具备一定的探究、合作学习的能力，已经掌握了一定的科学方法和实验技能。
重点与难点：1．教学重点：自感现象。
2．教学难点：分析自感现象产生的原因和特点。
三、教学目标1．知识与技能（1）知道互感和自感现象。
【优选整合】人教版高中选修3-2第4章-第6节-互感和自感(教案).docx
人教版高中物理选修3・2第4章第6节互感和自感【知识与技能】（1）了解互感和自感现象（2）了解自感现象产生的原因（3）知道自感现彖中的一个重要概念一一自感系数，了解它的单位及影响其大小的因索【过程与方法】引导学生从事物的共性屮发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。
会用•自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用【情感态度与价值观】培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求【教学重难点】（1）自感现象及自感系数（2）自感现象的产生原因分析（3）通、断电自感的演示实验中现彖解释【教学过程】★重难点一、对自感现象的理解★★对互感现象的理解1.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Z间。
2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
★对自感现象的理解1.自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用.2.自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体屮原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势的方向与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同.也遵循“增反减同" 的规律.3.自感系数是rh线圈本身性质决定的，是表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A时产生的口感电动势的大小.4.线圈的长度越长，截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多.【典型例题】（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒％、MN,当PQ在外力作用下运动时，在磁场力作用下向右运动，则〃所做的运动可能是()MX x x :X X； ----- 1>> rN P<<------------ 'X X X厶 2 <>< ------ f* X X X<【思路探究】(1)MN向右运动的原因是什么？提示：M/V与线圈构成闭合回路，回路中有感应电流。
【高二】4.6 互感和自感 学案(人教版选修3 2)
【高二】4.6 互感和自感学案（人教版选修3 2）【高二】4.6互感和自感学案（人教版选修3-2）4.6互感和自感学案（人教版选修3-2）1．两个相互紧邻的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场可以在另一个线圈中产生感应器电动势，这种现象叫做互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传达至另一个线圈．2．当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同时也在其本身激发出感应电动势，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流增大；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍电流的减小．3．通过一个线圈的电流在光滑减小时，则这个线圈的( )a．自感系数也将均匀增大b．自感电动势也将光滑减小c．磁通量也将均匀增大d．自感系数和自感电动势维持不变答案cd解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流减小，磁通量减小，故c项恰当；而自感系数由线圈本身同意，与电流大小毫无关系；自感电动势el＝lδiδt，与自感系数和电流变化率有关，对于取值的线圈，l一定，未知电流光滑减小，表明电流变化率恒定，故自感电动势维持不变，d项恰当．4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )a．自感电动势越大，自感系数也越大b．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小c．把线圈匝数减少一些，自感系数变小小d．电感是自感系数的简称答案a解析自感系数是由线圈本身的特性决定的．线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大．另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多．5．例如图1右图，l为自感系数很大的线圈，电路平衡后大灯泡正常闪烁，当断裂控制器s的瞬间可以存有( )图1a．灯a立即点燃b．灯a慢慢熄灭c．灯a忽然闪亮一下再慢慢点燃d．灯a突然闪亮一下再突然熄灭答案a解析当开关s断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈l与灯a串联，在s断开后，不能形成闭合回路，因此灯a在开关断开后，电供给的电流为零，灯就立即熄灭．【概念规律练习】知识点一对自感现象的理解1．关于自感现象，恰当的观点就是( )a．感应电流一定和原的电流方向相反[:高.考.资..网]b．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大c．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大d．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大答案d解析当电流减少时，自感电动势的方向与原的电流逆向，当电流增大时与原的电流同向，故选项a错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小毫无关系，故选项b错误；自感系数只依赖于线圈的本身因素，与电流变化情况毫无关系．故选项c错误；融合选项b的错误原因所述，选项d恰当．点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．2．关于线圈的自感系数、自感电动势以下观点中恰当的就是( )a．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大b．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量c．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变d．自感电动势总与原电流方向恰好相反答案c解析线圈的自感系数由线圈本身的因素同意．e自∝δiδt，而不是e自∝δi，c 对，a、b错．线圈中电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流减小时，自感电动势方向与原电流方向恰好相反，d错．点评电流的变化量δi不等同于电流的变化率δiδt，e∝δiδt而不是e∝δi.自感系数仅和线圈本身有关．知识点二通电自感和断电自感3．如图2所示电路中，a、b是完全相同的灯泡，l是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )图2a．当开关s闭合时，a灯先亮，b灯后亮b．当控制器s滑动时，b灯先暗，a灯后暗c．当开关s闭合时，a、b灯同时亮，以后b灯更亮，a灯熄灭d．当控制器s滑动时，a、b灯同时暗，以后亮度维持不变答案c解析当控制器s滑动时，电路中电流减少，由于线圈的自感促进作用，其中产生一自感电动势制约电流的减少，此时a、b二灯相等于串联，同时暗；之后线圈相等于一段导线，将a灯短路，a灯点燃，因b灯所提电压减少而显得更暗．点评开关闭合时，线圈自感电动势与电电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．4．在例如图3右图的电路中，拎铁芯的、电阻较小的线圈l与灯a并联，当合上控制器s后灯a正常闪烁．则以下观点中恰当的就是( )图3a．当断裂s时，灯a立即点燃b．当断开s时，灯a突然闪亮后熄灭c．用阻值与灯a相同的线圈替代l互连电路，当断裂s时，灯a逐渐点燃d．用阻值与线圈l相同的电阻取代l接入电路，当断开s时，灯a突然闪亮后熄灭答案bc解析在s断开的瞬间，l与a构成闭合回路，灯a不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据p＝i2r可知，灯a能否闪亮，取决于s 断开的瞬间，流过a的电流是否更大一些．在断开s的瞬间，灯a中原的电流ia立即消失．但灯a和线圈l组成一闭合回路，由于线圈l的自感作用，其中的电流il不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果il>ia，则灯a熄灭之前要闪亮一下；如果il≤ia，则灯a是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于il和ia的大小关系，由ra和rl的大小关系决定：若ra>rl，则ia<il，灯将闪亮一下；若ra≤rl，则ia≥il，灯将逐渐熄灭．评测控制器断裂时，原电不提供更多电流，若线圈构成电路，则自感电动势可以通过电路构成电流，因此断电时线圈起著瞬间电的促进作用．【方法技巧练】[:学.科.网]一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧5．在图4甲、乙电路中，电阻r和电感线圈l的电阻都很小．接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光，则( )图4a．在电路甲中，断开s，a将渐渐变暗b．在电路甲中，断裂s，a将先显得更暗，然后渐渐变暗c．在电路乙中，断开s，a将渐渐变暗d．在电路乙中，断裂s，a将先显得更暗，然后渐渐变暗答案ad解析甲图中，灯泡a与电感线圈l在同一个支路中，穿过的电流相同，断裂控制器s时，线圈l中的自感电动势必须保持原电流维持不变，所以，控制器断裂的瞬间，灯泡a的电流维持不变，以后电流渐渐变大．因此，灯泡渐渐变暗．乙图中，灯泡a所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流必须大(因为电感线圈的电阻不大)，断裂控制器s时电感线圈的自感电动势必须制约电流的变大，电感线圈相等于一个电给灯a供电，因此在这一较长时间的时间内，逆向穿过a的电流从il已经开始逐渐变大的，所以灯泡必须先亮一下，然后渐渐变暗，故选项a、d恰当．方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．6．例如图5右图的电路中，s滑动且平衡后穿过电感线圈的电流2a，穿过灯泡的电流就是1a，将s忽然断裂，s断裂前后，能够恰当充分反映穿过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象就是( )图5答案d解析开关s断开前，通过灯泡d的电流是稳定的，其值为1a．开关s断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原的2a逐渐减小，方向不变，且同灯泡d构成回路，通过灯泡d的电流和线圈l中的电流相同，也应该是从2a逐渐减小为零，但是方向与原通过灯泡d的电流方向相反，d对．方法总结求解图象问题时，先必须搞清楚研究什么元上的电流随其时间的变化关系；其次必须根据线圈的自感电动势引发的感应电流的方向与原电流的方向就是相同还是恰好相反、大小如何变化等因素确认图象．二、两类自感的综合分析方法7．例如图6右图，线圈l的自感系数非常大，且其电阻可以忽略不计，l1、l2就是两个完全相同的小灯泡，随着控制器s的滑动和断裂的过程中，l1、l2的亮度变化情况就是(灯丝不能割断)( )图6a．s滑动，l1亮度维持不变，l2亮度逐渐变暗，最后两灯一样暗；s断裂，l2立即哪知，l1逐渐变暗b．s闭合，l1不亮，l2很亮；s断开，l1、l2立即不亮c．s滑动，l1、l2同时暗，而后l1逐渐点燃，l2亮度维持不变；s断裂，l2立即哪知，l1暗一下才攻灭d．s闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2逐渐变得更亮；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才熄灭答案d解析当s接通时，l的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，l1和l2串接后与电相连，l1和l2同时亮，随着l中电流的增大，l的直流电阻不计，l的分流作用增大，l1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，l2的电流增大，l2灯变得更亮．当s断开时，l2中无电流，立即熄灭，而电感l将要维持本身的电流不变，l和l1组成闭合电路，l1灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项d正确．方法总结当电路中存有电感l时，若电路中的电流发生变化，电感l的促进作用总是制约电流的变化．当电路平衡时，电感l相等于一段导体．若电感l中存有直流电力阻，则相等于电阻；若并无直流电力阻，则它相等于一根短路导线．8．如图7所示电路中有l1和l2两个完全相同的灯泡，线圈l的电阻忽略不计，下列说法中正确的是( )图7a．闭合s时，l2先亮，l1后亮，最后一样亮b．断裂s时，l2立刻点燃，l1过一会点燃c．l1中的电流始终从a到bd．l2中的电流始终从c至d答案a解析滑动s时，l2中立即存有从d至c的电流，先亮，而线圈由于自感促进作用，线圈中产生与原电流恰好相反的自感电动势，对原电流大小起著制约促进作用，通过线圈的电流逐渐减少，所以l1逐渐变暗，电路平衡后自感促进作用消失，线圈l相等于导线，所以最后l1、l2一样暗．断裂s时，l2中由电提供更多的电流瞬间消失，但是l中的电流由于自感的制约促进作用将逐渐增大，方向维持不变，并使线圈与l2、l1构成电路，因此l1、l2将过一会儿同时点燃．l1中的电流始终由b至a，l2中的电流先由d至c，后由c至d.方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大，断电时电流由有到无逐渐减小．。
高二下学期物理人教版选修3-2教案：选修3—2第4章第6节互感和自感
6、互感和自感一、三维目标1．知识与技能(1)知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。
(2)知道自感电动势的大小由什么因素决定，并理解自感电动势的作用，能解释相关现象。
(3)知道自感系数的单位、决定因素。
2.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、分析和推理能力。
(2)通过小组合作学习之后，请学生展示同组弄清的问题，在学生讲解的过程中教师点评、纠错。
达到生生互动、师生互动的目的。
3.情感态度与价值观培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养。
二、教学重点1.引导学生运用所学知识分析自感电动势产生的原因特点。
2.自感电动势的作用三、教学难点运用自感知识解决实际问题四、课时安排1课时五、课前准备制作多媒体课件六、教学过程(一)复习旧课，引入新课师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。
如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？生：穿过电路的磁通量发生变化。
师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。
如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。
(二)新课教学1.互感现象（1）定义：两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。
（2）特点：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。
（3）应用：变压器就是利用互感现象制成的。
在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感现象。
（4）注意：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。
2.自感现象（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。
2021年高二人教版物理选修3-2全册教案：4.6互感和自感
第六节互感和自感教学目标：（一）学问与技能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打算因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．能够通过电磁感应部分学问分析通电、断电自感现象的缘由及磁场的能量转化问题。
（二）过程与方法1．通过对两个自感试验的观看和争辩，培育同学的观看力气和分析推理力气。
2．通过自感现象的利弊学习，培育同学客观全面生疏问题的力气。
（三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使同学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教学重点：互感和自感的应用与分析教学难点：互感和自感的应用与分析教学方法：复习争辩，老师讲授启发教学用具：自感现象示教板，多媒体课件教学过程：（一）引入新课提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？引起回路磁通量变化的缘由有哪些？（1）在法拉第的试验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的学问。
（二）新课教学1、互感现象老师：在法拉第的试验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的学问加以分析说明。
同学：当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在四周空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
总结：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
老师：利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
请大家举例说明。
同学：变压器，收音机里的磁性天线。
2、自感现象老师：我们现在来思考其次个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观看演示试验。
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6互感和自感目标导航思维脉图1.知道互感现象和自感现象都属于电磁感应现象。
(物理观念)2.知道自感电动势对电流变化的影响符合楞次定律。
(物理观念)3.知道自感电动势大小受到哪些因素影响。
(科学探究)4.了解自感现象在生产生活中的应用和怎样预防其带来的不利影响。
(科学思维)必备知识·自主学习一、互感现象二、自感现象1.自感现象:一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象,产生的电动势叫作自感电动势。
2.通电自感和断电自感:电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间,灯泡A1较慢地亮起来阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间,灯泡A逐渐变暗。
有时灯泡A会闪亮一下,然后逐渐变暗阻碍电流的减小3.自感系数:(1)自感电动势的大小:E=L,其中L是线圈的自感系数,简称自感或电感。
(2)单位:亨利,符号:H。
常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)。
换算关系是:1H=103mH=106μH。
(3)决定线圈自感系数大小的因素:线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等。
三、自感现象中的能量转化1.自感现象中的磁场能量:(1)线圈中电流从无到有时,磁场从无到有,电源的能量输送给磁场,储存在磁场中。
(2)线圈中电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能。
2. 电的“惯性”:自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。
(1)自感现象中,感应电动势一定和原电流方向相反。
(×)(2)线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大。
(×)(3)对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也较大。
(√)(4)没有发生自感现象时,即使有磁场也不会储存能量。
(×)关键能力·合作学习知识点一自感现象的产生与规律1.自感现象的产生:当线圈中的电流变化时,产生的磁场及穿过自身的磁通量随之变化,依据楞次定律,会在自身产生感应电动势,叫自感电动势。
2.规律:自感现象也是电磁感应现象,也符合楞次定律,可表述为自感电动势总要阻碍引起自感的原电流的变化。
(1)当原电流增加时,自感电动势阻碍原电流的增加,方向与原电流方向相反。
(2)当原电流减小时,自感电动势阻碍原电流的减小,方向与原电流方向相同。
(3)自感电动势总要阻碍引起自感的原电流的变化,但阻止不住,只是变化得慢了。
收音机里的“磁性天线”怎样把广播电台的信号从一个线圈传到另一个线圈?提示:利用互感现象。
【典例】关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( ) A.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生B.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流C.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中电流变化越快,线圈中产生的自感电动势一定越大【解题探究】(1)螺线管产生感应电动势的条件是什么?提示:穿过螺线管的磁通量发生变化。
(2)自感电动势的大小与什么有关?提示:与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。
【解析】选D。
穿过闭合回路的磁通量变化时,电路中产生感应电流,穿过螺线管的磁通量发生变化时,如果电路不闭合,螺线管内部不一定产生感应电流,故A错误;穿过闭合回路的磁通量变化时,电路中产生感应电流,电路的一部分做切割磁感线运动时,如果电路不闭合,电路不会产生感应电流,故B错误;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量的变化量无关,磁通量的变化量大,感应电动势不一定大,故C错误;由E=L可知,线圈中电流变化越快,线圈中产生的自感电动势一定越大,故D正确。
关于电磁感应,下列说法中正确的是( ) A.由于自感电流总是阻碍原电流的变化,所以自感电动势的方向总与原电流的方向相反B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流引起的磁通量变化越大,产生的感应电动势就越大C.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越大D.在自感现象中,电感线圈的自感系数与产生的自感电动势大小有关【解析】选C。
根据楞次定律,当原电流增大时,感应电动势与原电流方向相反;当原电流减小时,感应电动势与原电流方向相同,故A错误;在自感系数一定的条件下,根据法拉第电磁感应定律,则有:通过导体的电流的变化率越大,产生的自感电动势越大,与电流大小及电流变化的大小无关,故B错误,C正确;自感系数由线圈自身决定,与其他因素无关,故D错误。
【加固训练】1.(多选)下列关于自感现象的论述中,正确的是( )A.线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比B.当线圈中电流减弱时,自感电动势的方向与原电流方向相反C.当线圈中电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反D.穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化成正比【解析】选C、D。
线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的,与线圈的长度、匝数、线圈的横截面积、铁芯的有无有关,而与线圈内电流强度的变化率无关,故A错误;自感电动势的方向总是阻碍原来线圈中电流的变化,即原来线圈中电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反;线圈中电流减弱,自感电动势的方向与原电流方向相同,故C正确,B错误。
根据E=L和E=n比较可知ΔФ∝ΔI,则D正确。
2.(多选)线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则( )A.0～t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1～t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t2～t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1～t2时间内线圈中的自感电动势为零【解析】选C、D。
线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E∝。
根据图象分析:0～t1时间内的电流变化率小于t2～t3时间内的电流变化率,A错误,C正确;t1～t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,B错误,D正确。
知识点二通电自感和断电自感的比较与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮电流I1突然变大,然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变电路中稳定电流为I1、I2①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗②若I2>I1,灯泡闪亮一下后逐渐变暗,两种情况灯泡电流方向均改变提醒:闭合开关瞬间时,线圈相当于断路,断开开关瞬间时,线圈相当于电源。
情境:电路开关断开时为什么会产生电火花?(科学思维)提示:电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势,使得开关中的金属片之间产生电火花。
【典例】如图所示的电路中A1和A2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其阻值与R相同。
在开关S接通和断开时,灯泡A1和A2亮暗的顺序是( )A.,B.接通时A2先达到最亮,断开时A1后灭C.接通时A1先达到最亮,断开时A1先灭D.接通时A2先达到最亮,断开时A2先灭【审题关键】序号信息提取①接通开关时,线圈相当于断路,A1、A2同时亮,但A1分压大,更亮②断开开关时,线圈相当于电源,A1后灭【解析】选A。
开关接通瞬间,电路中迅速建立了电场,立即产生电流,但线圈中产生自感电动势,阻碍电流的增加,故开始时通过灯泡A1的电流较大,故灯泡A1较亮;电路中自感电动势阻碍电流的增加,但不能阻止电流增加,电流稳定后,两个灯泡一样亮;开关断开瞬间,电路中的电流要立即减小到零,但线圈中会产生很强的自感电动势,与灯泡A1构成闭合回路后放电,故断开开关时,A1后灭,故B、C、D错误;A正确;故选A。
如图所示,电源的电动势为E,内阻忽略不计。
A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数较大的线圈,直流电阻不计。
关于这个电路的说法中正确的是( )A.闭合开关瞬间,A、B灯同时变亮B.闭合开关一会儿后,B灯比A灯亮C.开关由闭合至断开,在断开瞬间,电流自右向左通过A灯D.开关由闭合至断开,在断开瞬间,A灯闪亮一下再熄灭【解析】选C。
闭合开关瞬间,A灯泡立刻亮,但是由于线圈阻碍L和B灯泡支路电流的增加,使得B灯泡逐渐亮起来,由于两个支路的直流电阻相等,则最后B灯泡与A灯泡一样亮,选项A、B错误;开关由闭合至断开,在断开瞬间,原来通过A灯泡的电流立即消失;由于线圈阻碍电流减小,产生自感电动势,且在L、B和A灯泡之间形成新的回路,则电流自右向左通过A灯泡,由于电路稳定时A、B两灯泡的电流相同,则在开关断开瞬间,A灯泡逐渐熄灭,但不会闪亮一下,选项C正确,D错误。
故选C。
【加固训练】1.一演示自感现象的实验电路图如图所示,L是带铁芯的线圈,A是一只灯泡,开关S处于闭合状态,灯泡正常发光,现断开S,灯泡过一会儿才熄灭。
关于断开S前和断开S后瞬间,通过灯泡A的电流方向,下面说法正确的是( )A.断开S前,b→a;断开S后瞬间,a→bB.断开S前,a→b;断开S后瞬间,b→aC.断开S前,b→a;断开S后瞬间,b→aD.断开S前,a→b;断开S后瞬间,a→b【解析】选B。
开关S断开前,流过灯泡的电流为电源提供,左端与电源正极相连,故灯泡中电流方向从左到右,即为a→b;迅速断开开关S时,灯泡中原来的电流瞬间减小到零,而线圈由于要阻碍电流的减小,产生自感电动势,由楞次定律可判断右端为高电势,与灯泡组成闭合回路,感应电流流过灯泡,故灯泡中电流方向从右到左,即为b→a,故B正确,A、C、D错误。
2.课堂上物理老师为了更直观地说明断电自感能量来源于线圈存储的能量而非由电源直接提供,设计了如图所示的电路。
电感L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管(单向导电,如电路图,若电流a流向b可视为二极管电阻为0,反之,电阻无穷大),下列说法正确的是( )A.当S闭合后,L1、L2一直不亮B.当S闭合后,L1立即变亮,L2逐渐变亮C.当S断开瞬间,L1变亮,能更直观说明断电自感能量来源于线圈存储的能量D.当S断开瞬间,L2变亮,能更直观说明断电自感能量来源于线圈存储的能量【解析】选C。
闭合开关的瞬间,由于二极管具有单向导电性,所以无电流通过L1,由于线圈中自感电动势的阻碍,L2灯逐渐变亮,故A项错误,B 项错误;闭合开关,待电路稳定后断开开关,线圈L产生自感电动势,两灯串联,所以L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,L2逐渐变暗,能更直观说明断电自感能量来源于线圈存储的能量;故C项正确,D项错误。
【拓展例题】考查内容:自感现象的图象问题【典例】如图所示的电路中,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S。
下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是( )【解析】选B。
闭合开关S后,灯泡D直接发光,电感L的电流逐渐增大,电路中的总电流也将逐渐增大,电源内电压增大,则路端电压U AB逐渐减小;断开开关S后,灯泡D中原来的电流突然消失,电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小,所以灯泡D中电流将反向,并逐渐减小为零,即U AB反向逐渐减小为零,所以选项B正确。