关于自感现象的几点问题——从演示“断电自感现象”电路灯泡的选择谈起
案例3自感现象
【案例3】用断电自感引入课题，创设自感学习的问题情景
设计一个“有惊无险”的自感实验，给学生强烈的体验，可用作新课（或断电自感现象）的导入。
实验装置：如图5所示，只须取下教材中演示断电自感现象中的灯泡，分别引出两导线，让几位同学“串联”
在电路中，供电电源只须1节干电池即可。
操作方法：闭合开关S 前，学生谈体验——
“无感觉”；闭合开关后，学生再谈体验——
“无感觉”；在断开开关S 瞬间，同学突然受
到电击——“迅速收回双手”。
“思维自疑问和惊奇开始”，借此提出问题：一节干电池何以能使这么多同学同时受到电击？
简要评价：创设让学生感到惊奇的方式引入课题，其优点在于，学生体验深刻，能很好激起学生的探究欲望。
学生参与面较广，师生互动。
且器材简单易得，改装方便（图中的自感线圈也可用常见日光灯的镇流器替代）。
自感现象的探究及演示实验改进
际上灯泡的“ 突然一亮” 并不是 自感 的必然结果 ， 它只是为 了使我
的几点存 在的问题 ， 为 了达到 我们 的教学 目的 ， 直观 的反映演示 实验结果 ， 我们首先对 自感现象进行分析总结。 初学者引入 自感概念的实验 ， 则过于复杂。学生不易从所表现 的 实验现象 中分辨和把握本质特性 。同时， 通、 断实验装置分离 ， 易
流延迟量较小 ， 且在 断电时刻 ， 观察者无法 准确确定 ， 因此 ， 电流
“ 延迟 ” 现象在 实验 中表 现不 明显 。 笔者认为该实验存在一定 的不
足， 它容易使学生误认 为 ， 只有小灯泡 “ 突然一亮 ” 才会 产生 自感
现象 ， 或者认为发生 自感时 ， 小灯泡 的电流就一定 比稳态时大 。 实
电动势必然很 大 ， 远 远超过 电源 的电动势 ； ③ 自感 电动 势的大小
能。 在对 自感现象演示 实验探 究与改进的基础上 。 对这些演示实验
与开关动作的速度有关 ， 快速通断电时 自感 电动势很大 。 “ 自感 ” 是教学难点 ， 要做好“ 通 电 自感” 和“ 断 电 自感 ” 两个演
一
下 的现象 ， 这给学生的感觉刺激是很强烈的。 然而 ， 它对 自感现
象来说 ， 却属于非本质 的现象 。 因为它要使灯泡 闪亮 ， 不仅要有线 圈的存在 ， 即要有暂态过程 ， 而且必须满足 Ｒ（ 线 圈） ＜ Ｒ （ 灯泡） 的条
件。 因此 ， 灯泡闪亮 的现象虽然足 以说 明 自感 的存在 ， 但没有此现 象时 ， 并不 表明 自感不存在 。这说 明实验所表现 的现象与所要说 明的物理 内容之 间的因果联系并不 是必然 的、 唯一 的， 对灯泡 闪 亮 的原 因，不少学生很 自然的理解 为是通过线 圈的电流也很大 ，
“断电自感”实验的误区与分析
“断电自感”实验的误区与分析作者：路玉燕来源：《甘肃教育》2014年第19期〔关键词〕物理教学；“断电自感”实验；误区〔中图分类号〕 G633.7 〔文献标识码〕 A〔文章编号〕 1004—0463（2014）19—0119—01断电自感实验是高中物理重要的演示实验之一，也是电磁感应部分高考的热点之一.虽然教师在课堂上做了演示实验，又进行了理论分析，学生还是对断电自感的认识存在一些问题.下面，笔者结合教学实践，谈谈断电自感实验中学生认识的几个误区.误区一：误认为断电自感实验现象是灯泡一定闪亮一下才熄灭。
存在这样认识的原因是教材中为了使实验效果更明显，设计的实验是开关断开的瞬间灯泡闪亮一下才逐渐熄灭，使学生形成了这样认识.实际此实验的现象是：灯泡会逐渐变暗并熄灭，并不一定闪亮一下才熄灭.分析：实验电路如下图1所示：1.当K断开的瞬间，A中原电流立即消失，但由于通过L的电流要减小，线圈中产生阻碍电流减小的与原电流同向的自感电动势，使其中电流减小的速度减慢.这时，虽然电源已切断，但线圈L和灯泡A组成了闭合回路，自感电动势在这个回路中产生与原电流方向相同的自感电流通过灯泡A（此时A 中电流方向与原电流方向是相反的），因此灯泡不会立即熄灭，而是逐渐熄灭.2.灯泡是否会闪亮后逐渐熄灭取决于电路稳定时通过灯泡和线圈的电流IA和IL大小（IA 和IL分别为电路稳定时灯泡和线圈中电流大小）.当IL >IA时，断电瞬间由线圈和灯泡组成的回路的电流就要从IL开始减小，这样灯泡会闪亮一下再逐渐熄灭；若IL =IA，则断开电路的瞬间，灯泡会逐渐熄灭.若IL < IA，电路断开时，灯泡会突然暗一下再逐渐熄灭.灯A“闪亮”的条件：⑴当线圈L的直流电阻为RL≥RA时，必有稳定电流IL≤IA，故断开K的瞬间通过灯A的电流的大小为IL而较A的电流IA小，因而灯A将逐渐变暗到熄灭.⑵当线圈L的直流电阻为RL说明，上面所说的断开K前IL >IA只是小灯光闪亮的一个必要条件，它是否闪亮还与线圈是否带有铁芯有关.误区二：误认为K断开的瞬间电路中电流会大于IL .学生认为K断开时线圈中的自感电动势产生与原来电流方向相同的电流，因此电路中的实际电流是二者之和，即大于IL .分析：1.由楞次定律知，K闭合或断开的瞬间在线圈中产生的自感电动势，其作用是阻碍导体本身电流的变化。
自感现象中的几个问题
日期:contents •什么是自感现象•自感现象的分类•自感现象的物理机制•自感现象的实验研究•自感现象的理论模型•自感现象在工程中的应用目录什么是自感现象01定义与现象描述自感现象是一种电磁现象，当一个线圈中的电流发生变化时，会产生一个自感电动势，这个电动势会阻碍线圈中的电流变化。
自感现象的表现形式包括自感电动势、自感电流和自感磁场的产生。
自感现象的强度与线圈的匝数、线圈的面积、线圈的形状、线圈与电源的距离以及电源的强度等因素有关。
自感现象的发现和理论解释自感现象的理论解释基于麦克斯韦的电磁场理论，其中特别关注的是自感电动势的产生机制。
自感现象与互感现象密切相关，后者是指当一个线圈中的电流发生变化时，另一个线圈中会产生感应电动势的现象。
自感现象最初是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
自感现象的应用自感现象在电力系统中有着广泛的应用，例如在变压器、电动机、发电机等设备中。
自感现象还可以用于制造各种电子设备，如电感器、电抗器、互感器等。
自感现象在无线电技术中也有着重要的应用，例如在天线的设计中，自感和互感的控制对于天线的性能至关重要。
自感现象的分类02当交流电通过有铁芯的线圈时，线圈的自感作用将产生与电流方向相反的电动势，阻碍线圈中电流的变化。
交流电自感现象定义日光灯电路中镇流器的工作原理就是基于交流电自感现象。
实例利用自感现象可以制成各种扼流圈，用于整流、滤波、稳压等电路中。
应用实例在电池供电的电路中，为减小电流初始启动时的冲击，常采用电感滤波电路。
定义当直流电通过线圈时，线圈中也会产生自感电动势，阻碍电流的变化，但由于直流电方向不变，自感电动势只改变电流的大小。
应用利用自感现象可以制成各种电感元件，用于滤波、储能等电路中。
直流电自感现象动态自感现象实例动态自感现象在各种电磁感应装置中有广泛应用。
应用利用动态自感现象可以制成各种电磁感应器件，用于变压器、马达等装置中。
定义当电路中的电流发生变化时，线圈中的自感电动势将产生与原电流方向相反的阻碍电流变化的力，使原电流变化速度降低。
《通断电自感现象演示的改进》
《通断电自感现象演示的改进》
现在教学用的通断电自感演示用的演示仪器分为两部分，就是在同一个演示板上，用同一个自感线圈分别连接两个电路以演示通电自感和断电自感，它们各自有规定的额定电压，让学生对比灯泡的明暗变化。
演示时尤其是断电自感现象更容易烧坏小灯泡，因此我对该演示实验进行改进。
一个线圈在电路中无论在通电时或者断电时都会有自感现象产生，我设计的电路利用同一电源将两个电路合二为一，这样利用一个电源一套装置都可以演示
通断电自感。
电路图如下：
1.
利用反向并联的发光二极管演示通电自感时电流流向，两个红色发光二极管不
同步亮，显示通电自感现象。
2. 利用反向并联的发光二极管演示断电自感，此时绿色发光二极管会
闪亮一下。
3. 实验中尽量加大自感系数使电流变化的过程拉长，不至于瞬息即过。
4. 因为发光二极管的通电电流很小，所以实验时用两节或三节干电池
做电源，这样就不必利用低压学生电源。
自感现象知识点
自感现象知识点咱今天就来好好唠唠自感现象这个有趣的知识点！你有没有过这样的经历：晚上，你在房间里关了灯，突然发现头顶的电灯泡在熄灭的瞬间还会闪那么一下？这其实就是自感现象在“搞鬼”啦。
先来说说自感现象到底是啥。
简单来讲，当通过一个线圈的电流发生变化时，它自己就会产生一个感应电动势，来阻碍电流的变化，这就是自感现象。
比如说，有一个长长的线圈，就像一个绕了好多圈的“贪吃蛇”。
当电流稳定地通过这个“贪吃蛇”的时候，一切都相安无事。
可一旦电流突然变大或者变小，这“贪吃蛇”可不乐意了，它就会自己产生一个电动势来反抗这种变化。
想象一下，你正在游乐场坐过山车。
当过山车加速向上冲的时候，你会感觉到一股往后拽的力量，想要阻止你的前进；当过山车突然减速向下冲的时候，你又会感觉到一股向前推的力量，想要阻碍你的后退。
这股力量就类似于自感现象中产生的感应电动势。
自感系数是自感现象中的一个重要概念。
它就像是“贪吃蛇”的脾气大小，自感系数越大，“贪吃蛇”的脾气就越倔，反抗电流变化的能力就越强。
自感系数的大小和线圈的匝数、长度、横截面积以及是否有铁芯等因素都有关系。
就好比你做蛋糕，放的面粉越多、鸡蛋越大、糖越多，做出来的蛋糕可能就越大越甜。
线圈的匝数越多、长度越长、横截面积越大，或者中间插了铁芯，自感系数也就越大。
自感现象在生活中的应用那可多了去了。
日光灯里就有它的身影。
日光灯里面有一个镇流器，这镇流器其实就是一个带铁芯的线圈。
在日光灯启动的时候，电流突然变化，镇流器就利用自感现象产生一个高电压，帮助日光灯点亮。
还有，在一些电动机和变压器中，自感现象也起着重要的作用。
没有它，这些电器可能就没法正常工作啦。
还记得我小时候，有一次好奇地拆开了一个旧收音机。
里面有好多线圈，当时我也不懂什么是自感现象，就觉得这些线圈绕来绕去的特别神奇。
现在回想起来，那里面就藏着自感现象的奥秘呢！总之，自感现象虽然看起来有点神秘，但只要我们用心去理解，就会发现它其实就在我们身边，无处不在。
20200521动画演示通电自感和断电自感现象
三、自感现象的分类：通电自感和断电自感
1、通电自感
⑴现象：线圈所在支路电流 缓慢变大，灯泡逐渐变亮。 ⑵原因：通电自感。 ⑶解释：自感电动势方向与 原电流方向相反，阻碍原电 流的增大。
⑷理解：线圈在通电瞬间等效成一个电阻 （先很大、后变小），或说：线圈将延时接 通，即先不通、过一会儿再接通。通电稳定 后的线圈则是一个有电阻的导体。
A
C
C
演示内容 一、何为自感现象？ 二、何为自感电动势？ 1、概念： 2、方向：增反减同。 3、大小：
三、认识两种自感现象：通电自感与断电自感
本文主要演示了通电自感和断电自感过 程，择重演示了断电自感的两个特殊现象： 电流反向和闪亮现象。
3、大小：E=L△i/△t
对自感系数L的说明： ⑴对于不同的线圈，在电流变快慢相同的情况 下，产生的自感电动势是不同的。电学中用自 感系数来表示线圈的这种特性，自感系数简称 为自感或电感。 ⑵决定L大小的因素：见教材P23倒数第4段。
⑸断电自感中的两个特殊现象：①与线圈并联的另一 条支路的电流将会反向。②断电自感时可能出现“闪 亮”现象。“闪亮”的条件：当线圈支路中的电流较 大时，就会引起另一支路上的电灯在断电瞬间出现 “闪亮”现象.
5A5A5A源自2A5A7A
5A
5A L2先闪亮 再熄灭
5A 5A L2逐渐熄灭
5A
5A
L2先变暗再 逐渐熄灭
2、断电自感
⑴现象：灯泡在短时间内继续发光，延迟熄灭。 ⑵原因：断电自感。 ⑶解释：自感电动势方向与原电流方向相同，阻 碍原电流的减少。 ⑷理解：线圈L和灯泡D组成新的闭合电路；线圈 相当于电源，给该闭合电路继续提供了电流。
2A
通电稳定时的电流流向
6A
自感现象的四个要点和三个状态
自感现象的四个要点和三个状态一、自感现象的四个要点和三个状态要点一：电感线圈产生感应电动势的原因是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。
要点二：自感电流总是阻碍导体中原电流的变化，当自感电流是由于原电流的增强引起的〔如通电〕，自感电流的方向与原电流方向相反；当自感电流是由于原电流的减少引起时〔如断电〕，自感电流的方向与原电流方向相同；要点三：自感电动势的大小取决于自感系数和导体本身电流变化的快慢。
其具体关系为：E L t=/∆I∆。
其中，自感系数L的大小是由线圈本身的特性决定的。
线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大；线圈中加入铁芯，自感系数增大。
要点四：自感现象的解释。
图1的电路断电时，线圈中产生的自右向左的自感电流，是从稳定时的电流IL开始减小的。
假设R R RA L L>（为线圈的直流电阻〕，在电键S闭合稳定后，流过电灯的自右向左的电流IA 小于流过线圈的自右向左的电流IL，在S断开的瞬间，才可以看到电灯更亮一下后才熄灭。
假设R RA L≤，在S断开的瞬间，电灯亮度是逐渐减弱的。
三个状态：理想线圈〔无直流电阻的线圈〕的三个状态分别是指线圈通电瞬间、通电稳定状态和断电瞬间状态。
在通电开始瞬间应把线圈看成断开，通电稳定时可把理想线圈看成导线或被短路来分析问题。
断电时线圈可视为一瞬间电流源〔自感电动势源〕，它可以使闭合电路产生电流。
二、自感现象题型及其分析1. 判断灯亮度情况的变化问题例1〔1997年高考题〕如图2所示的电路中A A 12和是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略。
以下说法中正确的选项是〔 〕A. 合上电键S 接通电路时，A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮B. 合上电键S 接通电路时，A A 21和始终一样亮C. 断开电键S 切断电路时，A 2立即熄灭，A 1过一会才熄灭D. 断开电键S 切断电路时，A A 21和都过一会才熄灭解析 自感线圈具有阻碍电流变化的作用，当电流增加时，它阻碍电流增加；当电流减小时，它阻碍电流减小，但阻碍并不是阻止。
自感现象及其应用
Ф=BS
E= nSΔΔBt
E∝nS
ΔI Δt
自感电动势
E=KnSΔΔtI
E=LΔΔIt
L：自感系数 VHs/A
毫亨(mH)和微亨(μH) 1H=103mH=106μH
自感电动势
自感电动势大小对电流变化的影响
自感电动
观察到的图像
势（大/
小）
I
小
1 匝数
N1=80
t
0
I
大
2 匝数
N2=14
自感现象
当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感 应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流 的变化。这种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。这种现象 中产生的感应电动势,叫做自感电动势。
通电自感现象分析
开关刚接通时, 灯2立即变亮, 灯1逐渐变亮
电路稳定后, L变成一个电阻, 灯1、灯2的亮度 基本相同
例4：日光灯的主要部件有灯管、镇流器、启动器。日光灯灯管
的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩气和稀薄的汞蒸气,灯
管内壁上涂有荧光粉。两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线,
使涂在管壁上的荧光粉发出可见光，则（ AB ）
A.在日光灯正常工作后,如果取 走启动器,日光灯还能正常发光。
启动器
B.启动器如果被击穿了(短路),
通电瞬间
无线圈开关闭 合后
有线圈
开关闭 合前
I
I
t
t
自感现象中电流大小
断电瞬间 无线圈
有线圈
I
I
t
t
自感现象
自感现象：当线圈自身的电流发生变化时， 在线圈中产生的电磁感应现象。
＂自感现象＂演示实验的教学设计
作者： 吴顺迪;周纪良
作者机构： 浙江省宁波市鄞州区姜山中学,315191
出版物刊名： 实验教学与仪器
页码： 13-14页
年卷期： 2012年 第4期
主题词： 断电自感现象;演示实验教学;教学设计;高中物理教材;电流变化;自感电动势;教学难点;小灯泡
摘要：在高中物理教材中，通断电自感现象演示实验，通常使用小灯泡作为显示元件，通过小灯泡的亮暗来粗略地显示电路中电流的变化，给学生一个定性的认识，但无法清楚地认识到电流变化的整个过程。
笔者在“自感现象”演示实验教学中，发现该节的教学难点是学生无法理解自感电动势与通过线圈的电流的相互制约关系，并很难突破断电过程中的视觉定势。
小议自感现象中灯泡的“闪亮一下”
小议自感现象中灯泡的“闪亮一下”作者：王进才来源：《物理教学探讨》2008年第20期自感是电磁感应中的一种特殊现象，在现代电子线路中其应用十分广泛。
自感也是教与学的难点，在教学中一定要讲清“通电自感”和“断电自感”两个基本问题：1．通电自感:通电时产生的自感电动势的最大值略小于外加电源的电动势(或外加电压)，其作用是让电路中电流不能立即增到最大，通电自感只能延缓电流的增大，而不会阻止电流的增加。
2．断电自感:断电时产生的自感电动势的最大值可以大于外加电源的电动势，在刚断开电键时，线圈内的电流接近原来值，自感电动势的大小决定于电路的参数。
通电自感好理解，学生感觉比较困惑的是断电自感，特别易模糊的是断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题（意即比原来更亮一下），下面就此问题予以总结。
如图1所示，原来电路闭合处于稳定状态，L与A并联，其电流分别为IL和IA，方向都是从左向右。
在断开开关的瞬时，灯A中原来的从左向右的电流IA立即消失，但是灯A与线圈L组成一闭合回路，由于L的自感作用，其中的电流IL不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱且能维持短暂的时间。
这个时间内灯A中有从右向左的反向电流通过，这时通过A的电流是从IL开始减弱至零（如图2所示）。
如果原来IL>IA，则在灯A熄灭之前要闪亮一下;如果原来IL≤IA ，则灯A是逐渐熄灭而不再闪亮一下，原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与A的电阻RA的大小来决定：如果RL≥RA，则IL≤IA；如果RL下面看一经典例题例题如图3所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)（）闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮;S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮闭合，L1不变，L2很亮;S断开，L1、L2立即不亮闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变;S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮;S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭解析当S接通，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串接后与电源相连，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。
全面正确理解“自感现象”
全面正确理解“自感现象”
自感现象是高中物理中一个学习的难点，掌握以下几点，就可以化难为易。
1．“自感现象”是一种特殊的电磁感应现象：它是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，而一般的电磁感应现象是由于通过闭合线圈的磁通量发生变化而产生的。
在能产生自感现象的电路里，当穿过线圈的磁通量没有发生变化时，线圈中也可能有电流存在，电流主要是由外界电源供给的，它可能是直流电源，也可能是交变电流源，如高中课本中演示线圈的自感现象时用的就是恒定电流，而演示日光灯线路的自感现象时，用的就是交变电流。
2．自感现象在任何有电流变化的电路中都存在：电流的磁效应是电流的根本效应，任何回路中电流发生变化时，都要引起通过该回路磁通量的变化，从而在回路中产生自感电动势。
3．自感电动势总是阻碍电流的变化：在自感现象中，穿过线圈磁通量的变化是因电流的变化引起的，因而我们可以说，自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化。
即当线圈中的电流增强时，自感电动势与原电流反向，只是使线圈中电流增加的速度变小，而不会使线圈中的电流减小；当线圈中的电流减小时，自感电动势与原电流同向，使原电流减小的速度变小。
总之，自感电动势都是阻碍电流的变化的，但决不会抵消这种变化。
4．自感电动势的大小，可从法拉第电磁感应定律导出：
即
内产生的平均自感电动势．线圈的自感系数L的大小跟线圈的匝数、它的几何形状以及线圈内有无铁芯有关．由上式可知，如果有两个不同线圈，在电流强度变化率相同的条件下，L大的线圈产生的自感电动势大．所以，自感系数L是描述线圈具有的自感特性的物理量．。
通电、断电实验过程及日光灯点燃过程中的自感问题
通电、断电实验过程及日光灯点燃过程中的自感问题在自感这一段内容的教学过程中，教师往往会遇到这样一些问题：通电自感电路中（见附图1），自感电动势能不能超过外加电压？断电自感电路中（附图2），为什么灯A会比原来更亮一下然后才熄灭？在日光灯电路中（附图3），起动器突然断开的瞬间、自感电动势为什么又会远远高于220伏的电源电压？回答这些问题，需要对通电、断电和日光灯电路中的自感问题进行比较仔细的研究。
1．通电过程在图1中，设L和灯A的电阻为R，加在L和灯A两端的电压为V，自感电动势为ε，通过灯A的电流为I，则应有其中I0为一常数，解此方程可得：这就是说，通电过程中，灯A的电流从0开始，按指数规律逐渐增加到正常值I0。
如图4所示。
便得到这个关系告诉我们，自感电动势从最初的I0R逐渐减小。
如图5所示。
这I0R，就是稳定以后电源加在A所在支路两端的电压。
从（4）式的中间过程我们可以看到，自感系数L的值大，还将影响到电流强度的变化率，使其变小。
从而制约了自感电动势的增大。
2．断电过程在图2中，设原来加在灯A上电压为V0，灯A的电阻为R0，则原来电流为当开关断开，L和R0组成的回路中电流不立即消失，因为回路中存在自感电动势：这时通过灯A的电流等于通过L的电流，（3）式中R=R L+R0，积分得这里很重要的是初始条件：t=0时，从（5）式看出，断电时通过灯A的电流从I L起减少（图4），如果从实验器材上保障I L＞I0，则可以观察到灯A比原来更亮一下然后熄灭的现象。
的情况怎样均有此结果，但通过灯A的电流要想比原来大，就要求R L＜R0。
3．日光灯起动器断开时镇流器中的自感电动势为：起动器与灯管回路中的电流为：这里应特别注意初始条件：通过镇流器的电流是从启动器断开前通过启动器的电流I启开始减少的。
即因为灯管在点燃以前电阻较大，点燃后R灯比较小、所以它的电压曲线应当有如图6所示：当然，击穿后灯管电阻变小时，不做为点燃过程来研究也是可以的。
谈自感现象特点, 析灯泡亮度亮变化
一定闪亮吗？----------谈自感现象特点，析灯泡亮度亮变化．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．自感现象是特殊的一种电磁感应现象，在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势，其作用是阻碍导体本身电流的变化．一、理解“阻碍”的真实含义当原来电流增大时，自感电动势与原来电流反向；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流同向．值得注意的是：“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，使回路中原来的电流变化得缓慢一些．也就是说，原来电流增大时还是增大，减小时还是减小．例如：通电自感电动势不会超过电源的电动势，断电自感电流的大小不会超过断电前瞬间线圈中的电流的大小，这正是“阻碍”意义的真实体现．二、注意自感现象的四个特点特点1：电感线圈中的电流不能突变，只能渐变；特点2：电路稳定后，线圈中无感应电动势产生，等效于普通导体；特点3：断路时自感线圈相等于电源，其中的电流方向保持不变；特点4：自感现象遵从能的转化和守恒定律．三、正确分析灯泡亮度的变化对自感要搞清楚通电自感和断电自感两个基本问题，理解理想电感线圈对电路的影响，结合电路知识分析灯泡亮度的变化，总结三类如下：1、通电瞬间与线圈串联的灯泡亮度的变化通电瞬间，通过线圈的电流增大，自感电动势阻碍电流的增大，使电流增大得慢一些，由此可知与线圈串联的灯泡在通电瞬间是逐渐变亮的．2、断电瞬间与线圈并联的灯泡亮度的变化当灯泡与自感线圈并联，如图所示，灯泡A的电阻为R A，线圈L的电阻为R L，S闭合时通过灯泡A和线圈L的电流分别是I A和I L．当S断开时，灯中原来的从左往右的电流I A 立即消失．但是灯与线圈L组成一闭合回路，由于L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，而在回路中逐渐减弱维持短暂的时间，这个时间内A中有从右向左的电流通过，因而灯A继续发光一段时间后熄灭．那么是否一定会出现灯A闪亮的情况呢？这就才需要比较I A和I L的大小了．如果R L<R A（线圈的直流电阻），原来的电流I L>I A，则在灯A熄灭之前要闪亮一下；如果R L≥R A，原来的电流I L≤I A，则灯A是逐渐熄灭不再闪亮一下．例1．如图电路(甲)、(乙)中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法中正确的是()①在电路(甲)中，断开S，A将渐渐变暗②在电路(甲)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗③在电路(乙)中，断开S，A将渐渐变暗④在电路(乙)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗A．①③B．②③C．②④D．①④解析：在电路断开时，电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，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，以后以此电流开始缓慢减小到零．(甲)图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同．断开电键S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，电键断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此电灯A渐渐变暗．(乙)图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻小于灯A和R的串联电阻之和)，断开电键S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯A供电．因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗．故D选项正确．点评：本题考查断电时产生的自感电动势的阻碍作用，合理利用自感现象的几个特点是解题的根本．另外，还需特别注意的是，利用闭合电路的知识是解决这类问题比不可少的一个内容．3、理想电感线圈对电路的影响自感系数很大，直流电阻不计的线圈称为理想电感线圈．在通电和断电的瞬间线圈产生的自感电动势对电流的变化有很大的阻碍作用，可以认为通电瞬间线圈中几乎没有电流通过，断电瞬间线圈中的电流几乎不发生改变．最后在电路稳定时，电流没变化，线圈中没有感应电动势，这时与它并联的灯泡被短路．例2：如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C 是相当大的电容器，当S闭合与断开时，A、B的亮度变化情况正确的是A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C．S闭合足够长的时间后，B发光，而A不发光D．S闭合足够长的时间再断开，B立即熄灭，而A逐渐熄灭解析：当S 闭合时，由于L的阻碍作用，使B、A、R、电源构成闭合回路，因而A、B同时立即亮；当电流达到稳定时，A灯被短路而逐渐熄灭，B灯更亮，A对，B错，C对；当S断开时，L和A组成闭合回路，充电的电容器C和B灯也组成闭合回路，所以A、B 都不能立即熄灭，D错．综上分析可知A、C正确．点评：本题在考查自感现象通电、断电和理想自感的同时，还特别渗透了一个能的转化和守恒的思想．比如说，通电时电能转化为磁场能和电场能，分别储存在电感线圈和电容器中；断电时，储存的磁场能和电场能又转化为电能或内能等其它形式的能．四、关于自感的结束语对于自感现象的考查，属于高考考查电磁感应部分比不可少的一块内容，复习时要引起的足够的重视．事先就能把可能遇到的问题想清楚，这样才能做到向“考前心中有底，考场从容应对”．比如：为什么会发生自感现象，自感电动势和感应电动势有何区别与联系？自感系数的大小与哪些因素有关？联系到交流变电流又有怎样的影响？你会判断在通电自感中哪个灯泡先亮吗，它们的后续状态你考虑过吗？在断电自感中，哪个灯泡后熄灭，它熄灭前是否闪一下与什么因素有关？你会判断在各过程中电流的方向以及各部分电势的高低吗？你会判断理想电感线圈在电路中的作用吗？等等．这种能够自我想问题，带着问题去复习的方法是才是最有效的复习，才能真正脱离题海战，在月考、模拟考、乃至最后的高考中力于不败之地，取得优异的成绩．。
自感现象_精品文档
归纳总结：当导体中的电流发生变化时，导体 本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍 导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的 电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自 感现象。这种现象中产生的感应电动势，叫做 自感电动势。
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
A
a
b
R EK
二、自感系数L
1、自感电动势的大小：
电动势，这个感应电动势的作用是阻碍磁通量的增加， 即原来所加电压相反，阻碍线圈中电流的增加，故通 过与线圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值， 它的亮度只能慢慢增加．
【演示实验2】断电自感现象。
问一：开关接通时，可以看到 什么现象？为什么？
问二：开关断开的时候两灯会同时熄灭吗？为
什么？
一、自感现象
演示
应用1
应用2
电磁炉
微波炉
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ） A、感应电流一定和原电流方向相反； B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
系数一定较大； C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
圈中产生的自感电动势也越大； D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，
跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。
而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引
起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快
慢有关。
EnΔΔφtLΔΔIt
2、自感系数：L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。L的大小
跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。线圈的横截面积越大，
课堂小结
自感现象及其应用
自感现象中的演示实验总结
给学生最直接的感官冲击，势必会在他们的脑海 里留下深刻的印象，而且四个正课的演示实验， 直观有效地说明了 自 感的本质问题，大大地 降低
了知识 点本 身 的抽象性 ，对 于突 破教 学 的重难 点
起到了重要的作用。
参 考文 献 ：
电流传感器 ２记录的电流，④曲 演示断 线为 ￡支路上的电流传感器 ２记 电 自感 录的电流 。③ 图线 中电流逐渐减 小，而④ 图线则与原 电流方向相 反 ，这就是断电自感。 ３ 趣味的结尾实验 本节中还有一个重要的知识点就是 自感系数 的大小与哪些因素有关？可以通过改变线圈的匝 数 、铁芯、粗细等实验条件来定性探究。这里有
电产生很强烈的感觉 ， 笔者想这 １ 位 同学被电了 ６
一
下后，他们的注意力一下子被这节课堂吸引住 了， 带着 ４节干电池为什么能电到 ｌ 位同学的疑 ６ 问，非常兴奋地听着课，那么我们的 目的也就达
改进后的电路 图如图 ３ 所示，将电路画在演 示教板上，并将所有元件安装在板上，其中自感 线圈可用可拆变压器的 Ｏ ０ ～ｌ ０匝，灯 Ａ１ ２ ４ 、Ａ 用 ６ Ｖ， ． Ａ 电珠 ， 用 ２ ０ 电位器（ ． Ｏ１ ３ ５ ０ｆ ｌ 或更小） ，
管反向并联（ ６代替电流表，在电路通断电时， 图 ） 两发光二极管交替发光 。这使演示更方便、更有 趣 （ 注意：用发光二极管显示时，电源只能用于
电池或 学生 电源 的稳压 输 出） 。
２４ 采 用 ＤＩ ． Ｓ传 威 器 演 示 白威 卿． 象
两个直观的趣味性实验值得推荐 ： 明察灯光亮暗，
以上 七个 演 示实验 ，从触 觉 、视觉 、听觉上
间，① 曲线为 Ｒ支路上的电流传
感器 １记录的电流，②曲线为 演示通 支路上的电流传感器 ２记录的电
怎样确定自感现象中灯泡亮度的变化
怎样确定自感现象中灯泡亮度的变化湖北省竹山县第一中学付延林442200一、与线圈串联的灯泡在通电瞬间亮度的变化当通过线圈的电流增大时，穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中会产生自感电动势，根据楞次定律可得自感电动势总是要阻碍引起感应电动势的电流的变化，当通过线圈的电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，使电流增大的慢一些，由此可推知与线圈串联的灯泡在通电的瞬间因线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增大，所以灯泡的亮度是逐渐变亮的。
二、与线圈并联的灯泡在断电的瞬间的亮度的变化当灯泡与自感线圈并联，如图1所示，电路处于稳定状态时，通过R的电流I1=U/R，若线圈的直流电阻为r，则通过r的电流为I2=U/r。
在电路断开的瞬间通过线圈的电流减小，在线圈中产生阻碍电流减小的自感电动势，使其中的电流减小的速度减慢，因线圈与灯泡构成回路，就使整个回路的电流由I2开始逐渐减小到零，这样灯泡就不会立即熄灭，但后来通过灯泡的电流方向与电路稳定时通过灯泡的电流方向是相反的，灯泡是否会闪亮后逐渐熄灭要取决于电路稳定时通过灯泡和线圈的电流I1和I2大小，当I2>I1时，断电瞬间由线圈和灯泡组成的回路的电流就要从I2开始减小，这样灯泡会闪亮一下再逐渐熄灭，若I2=I1，则断开电路的瞬间，灯泡会逐渐熄灭，若I2< I1，电路断开时，灯泡会突然暗一下再逐渐熄灭。
三、直流电阻不计的线圈在通电和断电的瞬间因自感电动势对电流变化的阻碍作用，可以视为线圈中有“电阻”存在，在电路稳定时，电流没变化，线圈中没有感应电动势，这时与它并联的灯泡被短路。
四、例题分析：例1：如图2所示的电路中，A、B两灯电阻均为R，且R>r，L为纯电感线圈，原先S1、S2断开，则：A、S1闭合的瞬间，A灯先亮，B灯后亮，以后两灯一样亮B、S1闭合后，再闭合S2，两灯亮度不变C、S1、S2均闭合后，再断开S1，B灯立即熄灭，A灯突然亮一下才熄灭D、S1、S2均闭合后，先断开S2，再断开S1，A灯立即熄灭，B灯突然亮一下才熄灭【析与解】L为纯电感线圈，直流电阻不计，在S2断开时，两并联支路的电阻是相等的，但B灯所在的支路因有线圈存在，在S1闭合的瞬间通过L的电流增大，在线圈L中产生阻碍电流增大的自感电动势，使B灯所在的支路的电流增大的慢一些，所以S1闭合时，A灯立即亮，B灯逐渐亮，当电路稳定时，通过两灯的电流相等，亮度相同。
15-3-11断电、通电自感现象的演示
灯泡 B 组成回路，继续反方向的电流通过灯泡 确。答案
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演示实验：
选修3-2： 11. 断电、通电自感现象的演示
1.全程解读 2.考点考法
演示实验
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1.全程解读
(1)实验过程 ①在如图所示的电路中，两个灯泡A1和A2的规 格相同， A1 与线圈 L串联后接到电源上， A2 与 可变电阻 R串联后接到电源上，在电源与上述 用电器之间还接有一可变电阻R1。 ②先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮 度相同，再调节可变电阻R1，使它们都正常发 光，然后断开开关S，注意观察S断开时灯泡的 亮度变化。 ③重新接通电路，观察在开关 S 闭合的时候两 个灯泡的发光情况。
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(2)实验现象 步骤(2)中当开关S断开时，两灯泡并不马上熄灭， 而是要过一会儿才熄灭。 当开关再次闭合时，跟电阻R串联的灯泡A2马上 亮，而跟线圈L串联的灯泡A1却慢慢亮起来。 (3)现象分析 电源断开时, 通过线圈 L的电流会减小,这时L中会 产生感应电动势，阻碍电流的减小,所以灯泡A1、 A2都要过一会儿才熄灭。 在接通电源的瞬间,电流增加,线圈L中产生感应电 动势,根据楞次定律,感应电动势会阻碍电流的增 加,所以灯泡A1较慢亮起来。
通电的瞬间，自感线 圈内的自感电动势会 阻碍电流的增加。
解析 闭合开关瞬间三灯同时亮， L 上电流几乎为零，通过 A 灯的电流 等于 B、C 灯电流的和，稳定后，L 电阻很小， 与 A 并联后分压几乎为零， A 灯逐渐熄灭，B、C 灯逐渐变亮最后稳定，正确选项为 B。答案
解析显隐
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B
考法②
断电自感的考查
断电的瞬间，自感线圈内的自感电动 势会阻碍电流的减少。
用一个电路演示通、断电自感现象值得商榷
用同一电路演示通、断电自感现象值得商榷唐柏忠（浙江省余姚市第二中学浙江余姚３１５４００）自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
自感现象比较抽象，学生对自感现象缺乏感性的认识，为此，教材先通过演示实验来介绍自感现象，然后再分析这一现象，所以这节课的关键在于做好演示实验。
现行高中物理教材通过图１和图２来演示通电和断电自感现象。
为了改善实验效果，许多物理教师提出了不同的改进方法，但采用同一个电路来演示通电和断电自感现象[注]，笔者认为值得商榷。
现以《教学仪器与实验》２００６年第４期夏老师的电路设计为例进行分析。
图１图２图３一、问题的提出夏老师采用图３所示的电路进行实验。
采用器材：A1、A2为规格相同的小灯泡(6．2V 0．5A)；L为J2423的可拆变压器，用红色的800匝线圈； D1、D2为高亮度发光二极管； E 为6V稳压电源。
得到的实验现象及分析：(1)通电自感现象演示。
调节好电路，接通电路时可以看到，小灯泡A1比发光二极管D1、小灯泡A2滞后发光。
这一过程说明S接通后，在L中产生了感应电动势，感应电动势阻碍L中的电流增大，所以跟L串联的小灯泡A1最后亮。
(2)断电自感现象演示。
断开S，A1、A2、D1立即熄灭，D2闪亮一下。
这一过程说明S断开时，L中电流减小，产生了感应电动势， D2中有感应电流流过，所以D2闪亮一下。
A1和A2中也有较小的感应电流流过，只不过人们的肉眼不易察觉出A1和A2的瞬间闪亮。
“A1和A2的瞬间闪亮”是人们的肉眼不易察觉到，还是A1和A2根本没有闪亮？笔者认为这种用同一电路来演示通电和断电自感现象值得商议。
自感现象是一种复杂的电磁感应现象，灯泡的电阻、线圈的自感系数和直流电阻等电路参数，都影响着电路中的自感电动势和电流的变化，不可能用同一电路器材来完美地演示通电和断电自感现象两个实验。
二、实验原理１、通电自感现象演示通电自感现象的实验电路如图1所示。
当电路接通的瞬间，因A2与R串联的电路是纯电阻电路，可以认为A2的发光与开关S合上是同步的。