2022年第四章电磁感应第六节互感和自感.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第六节互感与自感导学案课前自主学习提问： 1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么？2、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？一、互感现象1、互感： _ 2、对互感的懂得：问题：（1）如图断开闭合开关瞬时,CD中会有感应电流吗？这是互感吗？（2）CD 回路中产生了电流,说明回路中具有了能量,能量从哪来？C G D 总结：（）互感现象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；（）互感现象可以把能量从一个电路传到

2、另一个电路；A B 3、互感的应用和防止应用： _ 图 4.6-2 S 防止： _ 二、自感现象问题：如上图,由电流的磁效应可知,线圈通电后四周就有磁场产生,电流变化,就磁场也变化,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？我们通过试验来解决这个问题；1、自感： _ 2、自感电动势：_ 演示 P25 试验：通电自感 现象：缘由：想一想：流过A 与 B 的电流随时间怎样变化. 结论：演示 P26 试验：断电自感 现象：摸索与争论： P26 想一想：流过灯泡的电流随时间怎样变化 . 结论：3、自感电动势的作用：总是_电流的变化,即延缓电流变化；4

3、、自感电动势的方向：导体电流增加时,自感电动势方向与原电动势方向 _ 导体电流减小时,自感电动势方向与原电动势方向 _ 5、自感电动势的大小：自感电动势是感应电动势的一种,同样遵从法拉第电磁感应定律,即 E_ 试验说明,磁场的强弱正比于电流的强弱即磁通量的变化正比于电流的变化,即 E_ 写成等式就是：_ 6、自感现象的应用和防止应用： _ 防止： _ 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆三 、自感系数 L 1.自感系数影响因素：_ 2.单位： _ 3.自感系数 L：表示线圈的自感特性的物理量L

4、 的大小说明白线圈对电流变化的阻碍作用大小,四、磁场的能量反映了线圈对电流变化的延时作用的强弱；问题 1：探究断电自感试验时,开关断开后,灯泡的发光仍能连续一段时间,有时甚至比开 关断开前更亮,这时灯泡的能量时从哪里来的呢？问题2：教材最终一段说,线圈能够表达电的“ 惯性 ” ,应当怎样懂得 .电的 “惯性 ”大小与什么有关. 解题方法探究【例 1】关于自感现象,正确的说法是：（）A. 感应电流肯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肯定较大；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先电流变化的；【例 2】 如图电

5、路 甲、乙中,电阻R 和自感线圈L 的电阻都很小接通S,使电路达到稳固,灯泡A 发光,就（）A在电路 甲中,断开S,A 将渐渐变暗B在电路 甲中,断开 S,A 将先变得更亮,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,断开 S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗【例 3】如下列图,自感线圈的自感系数很大,电阻为零；电键 K 原先是合上的,在 K断开后,分析： （1）如 R1R2,灯泡的亮 度怎样变化？（ 2）如 R1R2,灯泡的亮度怎样变化？当堂训练1以下关于自感现象的说法中,错误选项（）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

6、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如下列图,多匝线圈 L 的电阻和电源内阻都很小,可忽视不计电路中两个电阻器的电名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆阻均为 R,开头时电键S 断开,此时电路中电流大小为I 0现将电键S 闭合, 线圈 L 中有自感电动势产生以下说法中正确选项 （）A 由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由 I 0减小到零 B由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终等于

7、I 0 C由于自感电动势有阻碍电流增大的作用,电路中电流最终要比 2I0小 D自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终仍要增大到 2I0 3如下列图的电路中,电阻 R 和自感 L 的值都很大,电感器的电阻不计,A、B 是完全相 同的灯泡当电键 S 闭合时,下面所述的情形中正确选项（）A A 比 B 先亮,然后 A 熄灭 BB 比 A 先亮,然后 B 逐步变暗 CA 、B 一起亮,然后 A 熄灭 DA 、B 一起亮,然后 B 熄灭 4关于线圈的自感系 数,以下说法正确选项（）A 线圈的自感系数越大,自感 电动势 肯定越大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

8、数越大 D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯打算 5关于线圈中自感电动势的大小说法中正确选项（）A 电感肯定时,电流变化越大,电动势越大 B电感肯定时,电流变化越快,电动势越大 C通过线圈的电流为零的瞬时,电动势为零 D通过线圈的电流为最大值的瞬时,电动势最大 6如下列图, L 为自感系数较大的线圈,电路稳固后小灯泡正常发光,当断开电键 S 的瞬 间会有（）A 灯 A 立刻熄灭 B灯 A 渐渐熄灭 C灯 A 突然闪亮一下再渐渐熄灭 D灯 A 突然闪亮一下再突然熄灭 7（20XX 年天津调研） 如下列图, 一条形磁铁在图示位置由静止开头下 落穿过采纳双线绕成的闭合线圈,就条形磁铁从下落到穿

9、过线圈的过程中可能做（）A 匀减速运动 B匀速运动 C非匀变 速运动 D自由落体运动答案 ：1B 2.D 3.B 4.D 5.B 6.A 7.D 课后练习 基础达标：名师归纳总结 如下列图的电路L 为自感线圈, R是一个灯泡, E 是电源,在K闭合瞬时,通过电灯的第 3 页,共 7 页电流方向是 _,在 K切断瞬时,通过电灯的电流方向是_- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆2如下列图,多匝线圈L 的电阻和电池内阻不计,两个电阻的阻值都是R,电键 S 原先是断开的,电流 I 0= E,今合上电键 S 将一电阻短路,于是线圈有自感电

10、动势产生,此 2 R 电动势（）A有阻碍电流的作用,最终电流由 I 0减小到零 B有阻碍电流的作用,最终电流总小于 I0 C有阻碍电流增大的作用,因而电流将保持 I0 不变 D有阻碍电流增大的作用,但电流最终仍是增大到 2I 0 3如下列图的电路中,电源电动势为 E,内阻 r 不能忽视 R1和 R2是两个定值电阻,L 是一 个自感系数较大的线圈开关 S原先是断开的 从闭合开关 S 到电路中电流达到稳固为止 的时间内,通过 R1 的电流 I 1和通过 R2的电流 I 2 的变化情形是（）AI 1开头较大而后逐步变小 BI1开头很小而后逐步变大 CI 2开头很小而后逐步变大 DI 2开头较大而后逐

11、步变小4如下列图,电灯A 和 B 与固定电阻的电阻均为R,L 是自感系S2,待电路稳固数很大线圈当S1 闭合、 S2 断开且电路稳固时,A、B 亮度相同,再闭合后将 S1 断开,以下说法正确选项（）AB立刻熄灭 BA灯将比原先更亮一些后再熄灭C有电流通过B 灯,方向为cd D有电流通过A 灯,方向为ba 5在制作精密电阻时,为了排除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采纳双线并 绕的方法,如下列图其道理是（）A当电路中的电流变化时,两股导线产生的自感电动势相互抵消 B当电路中的电流变化时,两股导线产生的感应电流相互抵消 C当电路中的电流变化时,两股导线中原电流的磁通量相互抵消 D. 以上说

12、法都不对6如下列图,线圈的直流电阻为10 ,R=20 ,线圈的自感系数较大,电源 的电动势为6 V ,内阻不计就在闭合S 瞬时,通过 L 的电流为 _A,通过R 的电流为 _A；S 闭合后电路中的电流稳固时断开 S 的瞬时, 通过 R的电流为 _A,方向与原电流方向 _7如下列图, L 为自感线圈, A 是一个灯泡,当S 闭合瞬时, a、b 两点电势相比, _点电势较高,当 S切断瞬时 a、b 两点电势相比, _点电势较高才能提升：8如下列图, L 是自感系数较大的一个线圈,电源的电动势为E6 V,开关 S 已闭 合,当 S 断开时,在L 中显现的自感电动势=100 V ；此时 a、 b 两点

13、间的电势差名师归纳总结 9如下列图的电路中,S 闭合时流过电感线圈的电流为2 A ,流过灯泡的电流是1 A,将 S第 4 页,共 7 页突然断开,就S 断开前后,能正确反映流过灯泡的电流I 随时间 t 变化关系的图象是图- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆中的（）10如下列图试验中,带铁芯的、电阻较小的线圈L 和灯泡 L1 并 联,当闭合开关S 后,灯L1正常发光,以下说法中正确选项（）当断开 S 时,灯 L1 立刻熄灭 当断开 S 时,灯 L1 突然闪亮后熄灭如用阻值与线圈L 相同的电阻取代L 接入电路,当断开S 时,灯L1立

14、刻熄灭如用阻值与线圈L 相同的电阻取代L 接入电路,当断开S 时,灯L1突然闪亮后熄灭 A B C D 11如下列图电路,L 是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片 P 从 A 端快速滑向 B 端的过程中,经过 AB中点 C时通过线圈的电流为 I 1；P 从 B 端快速滑向 A 端的过程中,经过 C 点时通过线圈的电流为I2；P 固定在 C 点不动,达到稳固时通过线圈的电流为I 0,就（）AI 1=I 2=I 0 BI1I0I2 CI1=I2 I 0 DI 1I 0I 212、如下列图,线圈 A中接有如下列图电源,线圈 B有一半面积处在线圈 A 中,两线圈平行但不接触,就在电键 S 闭合瞬

15、时,线圈 B 中的感应电流的方向为 _（填“ 顺时针” 或“ 逆时针”）参考答案：1 答案： AB BAR的电流是 AB当 K 切断瞬时,由于电源供应应R及线圈思 路解析： 当 K 闭合时,流经的电流立刻消逝,因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流的减名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆小,所以线圈此时相当于一个电源,产生的自感电流流经R时的方向是BA2答案： D 思路解析： 电键 S由断开到闭合瞬时,回路中的电流要增大,因而在 L 上要产生自感电 动势依据楞次定律,自感电

16、动势总是要阻碍引起它的电流的变化,这就是说由于电流 增加引起的自感电动势,要阻碍原电流的增加而阻碍不是阻挡,电流仍要增大,而达 到稳固后其电流为 2I 0选项 D 正确 启示： 解决此类问题,要从熟悉自感电动势的作 用做起另外是正确地把握阻碍不是阻挡3答案： AC 思路解析： 在 S 由断开到闭合的过程中,线圈L 要产生自感电动势,因自感系数较大,就对电流有较大的阻碍作用,开头时电流大部分从R1 中通过, I 2很小,当电路达到稳固状态后,线圈中的自感现象消逝,R1 中的电流变小,而R2 中的电流变大,所以应选A和C4答案： AD 思路解析： 断开 S2 而只闭合 S1 时, A、B两灯一样亮

17、,可知线圈 L 的电阻也是 R,在 S1、S2闭合时, I A=I L,故当 S2闭合、 S1突然断开时,流过 A灯的电流只是方向变为 ba,但其大小不突然增大,A 灯不显现更亮一下再熄灭的现象,故 D 项正确, B 项错误 由于固定电阻 R 几乎没有自感作用,故断开 S1时, B灯电流快速变为零,而立刻熄灭,故 A项正确, C项错误综上述分析可知,此题正确选项为 A和 D5答案： C 思路解析： 由于采纳双线并绕的方法,当电流通过时, 两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该线圈中不会产生电磁感应现象

18、,因此排除了自感,选项 AB错误,只有 C正确启示： 这是在技术中排除自感现象的一个实例,但此题又是易出错题,简单把选项 A、B也认为是正确选项,以为是自感电动势的抵消或自感电流的抵消造成这种错误的缘由是对电磁感应现象的熟悉不足,本例中双线并绕线圈中无磁通量,也就无磁通量的变化,因此无电磁感应现象发生6答案： 0 0 3 0 6 相反思路解析： 在闭合 S的瞬时 ,由于 L 的自感作用, 将阻碍电流的增加,从零增加到最大,所以接通开关的瞬时通过 L 的电流为零；电阻 R无自感现象,接通瞬时就达到稳固；在开关断开的瞬时,由电源供应应电阻 R的电流瞬时消逝,由于线圈 L 的自感作用,其电流不能立刻

19、消逝, 从稳固的电流逐步减小到零,所以方向与原电流方向相反7答案： a b 此时通过 R的电流是线圈中的自感电流,思路解析： 开关接通的瞬时,线圈的自感作用将阻碍电流的增加,自感电动势是反电动势,故a 端电势高；断开开关的瞬时,线圈中自感电动势的方向与原电流方向相同,b端是高电势处8答案： 106 V名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆思路解析： 断开 S 的瞬时, L 中显现的自感电动势与原电流同向,此时电源电动势与线圈自感电动势同方向串联,故开关a、b 两端的电势差为U=E+E=106 V

20、9答案： D 思路解析： 当电键 S 断开时,灯泡支路的电流立刻减为零；同时自感线圈的支路由于自 感现象会产生感应电动势,方向由左向右,它作为新电源跟灯泡支路构成回路,且电流 大小由 2 A （线圈上原先电流的大小）逐步变为零,所以此题的正确选项是 D小结： 自感线圈的作用是使其自身的电流不能突变,而是渐变；但由于断路时,自感线 圈中产生的自感电动势的方向自左向右,致使通过灯泡的电流方向与原先相反,因此不 能选 C10答案： C 思路解析： 线圈具有阻碍自身电流变化的特点,当自身电流增大时,线圈产生自感电动 势与原电流方向相反,阻碍原电流的增大；当线圈自身电流减小时,线圈产生的自感电动势与原电

21、流方向相同,阻碍原电流减小此题中,断开S 时, L 中原电流 I 2减小,由于自感作用, 产生了与原电流方向相同的自感电流,从右向左流经 L1 灯泡, 故灯不会立即熄灭,灯 L1 正常发光时流过的电流 I 1比流过线圈 L 的电流 I 2 小,在断开 S 时,线圈 L中尽管有自感电动势产生但它阻挡不了电流的减小,只是使电流的减小过程延缓一些,因此断开 S 时,流过灯泡L1和线圈 L 的电流变化相同, 都是从 I 2基础上减小, 应选项正确,当用电阻代替线圈时,断开S 时不存在自感现象,灯L1立刻熄灭11答案： D思路解析： 当滑动片从 A 端快速滑向 B 端时,总电阻减小,总电流增大,L 产生自感电动势阻碍增大, 故 I 1 比 P 稳固在 C点的电流 I 0小；当 P从 B 端快速滑向 A 端时总电流减小, L 自感电动势阻碍减小,自感电流方向与原电流方向相同,故 I 2 大于 P 稳固在 C点时的电流 I 0,故 D正确12答案：顺时针名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页