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第2章第2节自感

上传时间: 2014-08-16

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第2章

新知预习·巧设计

名师课堂

·一点通

要点一

要点二

第2节

创新演练

·大冲关

随堂检测归纳小结

课下作业综合提升

1．了解自感现象及其产生的原因。

2．理解自感电动势的作用，能解释

通电自感和断电自感。

3．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。

[读教材·填要点]

一、自感现象

定义：由于导体自身的发生变化，而产生的电磁感应现象。自感现象是一种特殊的现象。

二、自感电动势与自感系数

电流

电磁感应

电流

相反

相同

发生变化

电流变化率

自感电动势

横截面积

长短

毫亨(mH)

微亨(μH)

[关键一点]　自感电动势的产生是电流变化引起的，自感电流与原电流在同一回路中。自感现象中的阻碍作用，应该是阻碍电流的变化，不能理解为阻碍电流。

[试身手·夯基础]

1．自感电动势的大小E＝________，其作用是阻碍电流

的________，其中L是自感系数，简称自感或电感。单位：________，符号________。

2．关于线圈的自感系数，下列说法正确的是 (　　)

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

解析：线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数及有无铁芯等因素有关。

答案：D

3. 如图2－2－1所示，开关S闭合且达到

稳定时，小灯泡A能正常发光，L为自

感线圈，则 (　　)

A．在开关S闭合的瞬间，小灯泡将慢慢变亮

B．在开关S闭合的瞬间，小灯泡立即变亮

C．在开关S断开的瞬间，小灯泡慢慢熄灭

D．在开关S断开的瞬间，小灯泡先闪亮一下，再慢

慢熄灭

图2－2－1

解析：当开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，灯慢慢变亮；当开关断开后，自感线圈的电流从有变为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A不能构成闭合回路，所以灯立即熄灭。

答案：A

1．对自感电动势的理解

(1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。

(2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同。

(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。

[名师点睛]

线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用是不同的。对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的，它决定了要达到稳定值所需的时间；对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的，决定了电流所能达到的稳定值。

图2－2－2

A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零

B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0

C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变

D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0

[思路点拨]　理解自感电动势的作用是阻碍而不是阻止电流变化是解题关键。

[答案]　D

自感电动势取决于磁通量的变化率，作用是“阻碍”电流的变化。

1．断电自感

2．通电自感

[名师点睛]

在通电自感现象中，线圈L相当于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现象中，线圈L相当于电动势逐渐减小的“电源”。在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时回路，二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小。

图2－2－3

2. 如图2－2－3所示的电路中，A1

和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻

可以忽略。下列说法中正确的是(　　)

①合上开关S接通电路时，A2先亮，

A1后亮，最后一样亮

②合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

③断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭

④断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

A．①②　　　　　　　　 B．②③

C．③④ D．①④

[审题指导]　在审题时，应格外关注以下词语：

(1)“完全相同”说明灯泡电阻相等，相同电压下亮度相同。

(2)“电阻可以忽略”说明电路稳定时，线圈相当于导线。

[解析]　由于自感现象，合上开关时，A1中的电流缓慢增大到某一个值，故过一会儿才与A2一样亮；断开开关时，A1中的电流缓慢减小到0，A1、A2串联，电流始终相等，都是过一会儿才熄灭。故①④正确。

[答案]　D

分析此类问题时应注意：

(1)流过线圈的电流由于自感电动势的作用，不能突变，只能逐渐变化。

(2)电路达到稳定后，电感线圈不再产生自感电动势，只相当于直流电阻。

1．(对应要点一)关于自感现象，下列说法正确的是(　　)

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时，其自感系数一定

较大

C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感

系数较大

D．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感

电动势较大

答案：D

图2－2－4

2．(对应要点二) 如图2－2－4所示是自

感现象的实验装置，LA是灯泡，L是

带铁芯的线圈，E为电源，S是开关。

下述判断正确的是 (　　)

A．S接通的瞬间，L产生自感电动势，S接通后和断开

瞬间L不产生自感电动势

B．S断开的瞬间L产生自感电动势，S接通瞬间和接通

后L不产生自感电动势

C．S在接通或断开的瞬间，L都产生自感电动势，S接通

后L不再产生自感电动势

D．S在接通或断开瞬间以及S接通后，L一直产生自感电

动势

解析：S断开和接通时，通过线圈的电流都发生变化，都有感应电动势产生，S接通后通过线圈的电流不再变化，没有感应电动势产生，故A、B、D错误，C正确。

答案：C

(1)自感电动势总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化。

(2)自感线圈可以总结为这样一句话：闭合时，像电阻；稳定时，像导线；断开时，像电源。

(3)断电自感现象中，灯泡“闪亮”一下是有条件的。只有流过灯泡的感应电流超过灯泡原电流时，灯泡才“闪亮”一下再熄灭。

(4)断电自感现象相关的图像中，一定要注意流过某元件的电流方向是否发生变化。

(5)线圈的自感系数由线圈本身因素及有无铁芯有关，与是否通电及电流的变化情况无关。

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