2019-2020年高中物理（SWSJ）教科版选修3-2教学案：第一章 第6节 自感(含答案)

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1、2019-2020年高中物理（SWSJ）教科版选修3-2教学案：第一章第6节自感(含答案)1.由于导体线圈本身的电流发生变化而产生的感应电动势叫自感电动势，它的作用是阻碍线圈自身电流的变化。2．自感电动势EL＝L，其中L为自感系数，它与线圈的形状、体积、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。3．镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线圈，能产生瞬时高压，点亮日光灯，日光灯点亮后镇流器又起着降压限流的作用，以保证日光灯的正常工作。一、自感现象1．实验探究通电时的自感断电时的自感电路图现象D2立即正常发光，D1逐渐变亮灯泡D过一会才逐渐熄灭实验分析接通瞬间，线圈L中电流

2、增大，磁通量增大，产生的感应电动势阻碍了原电流的增大，导致灯泡D1逐渐变亮电路断开时，线圈L中电流减小，磁通量减小，产生的感应电动势阻碍原电流的减小，导致灯泡D逐渐熄灭2．自感现象(1)定义：由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象。(2)自感电动势：在自感现象中产生的电动势。二、自感系数1．自感电动势大小公式EL＝L。2．自感系数(1)物理意义：表征线圈产生自感电动势本领的大小。(2)决定因素：自感系数是由线圈本身性质决定的，跟线圈的形状、体积、匝数等因素有关。另外有无铁芯对线圈的自感系数影响很大。(3)单位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH

3、)1H＝103mH＝106μH。三、自感的典型应用——日光灯1．构造如图161所示，由灯管、镇流器和启动器组成。图1612．灯管(1)工作原理：在高压激发下，灯管内两灯丝间的气体导电，发出紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的照射下发出可见光。(2)气体导电的特点：只有当灯管两端的电压达到一定值时，气体才能电离导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多。3．启动器的构造及作用(1)构造：双金属片(U形动触片和静触片)。(2)作用：在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开。4．镇流器的作用(1)启动时产生瞬时高压使灯管发光。(2)正常发光时，起着降压

4、、限流的作用，保证日光灯的正常工作。1．自主思考——判一判(1)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。(×)(2)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关。(×)(3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。(√)(4)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反。(×)(5)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。(×)(6)镇流器在点亮日光灯时产生瞬时高电压，点亮后就不起作用了。(×)2．合作探究——议一议(1)自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？提示：自感现象属于电磁感应现象，

5、同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律。(2)如何判断自感电动势的方向？提示：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向相同。它们也遵循“增反减同”的规律。(3)断电自感的实验装置如图162所示，在断电自感电路中，线圈L的电阻较小(RL

6、于S断开后，L、A形成闭合回路，L中的电流逐渐减小，流过A的电流由IA突然变为IL，然后从IL逐渐减小到零，又因为IL>IA，所以A先闪亮一下，再逐渐熄灭。可见S断开前后，流过A的电流方向相反。(4)在高电压的激发下，日光灯的灯管才能发光，这个使日光灯管发光的高电压是由谁来提供？提示：镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高电压，加在灯管两端，使灯管中的气体放电，日光灯被点亮。对通电自感和断电自感的理解1．自感电动势的产生原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈自身的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生

7、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，自感电动势的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。4．决定自感电动势大小的因素(1)电流的变化率。(2)线圈的自感系数。5．对自感系数的理解(1)线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与电流的通断、电流的大小无关。(2)线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多、越密，它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的匝数n成正比，与线圈的体积成正比。除此之外，线圈内有无铁芯起相当大的作用，有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多

8、。6．通、断电自感中灯泡亮度变化分析(1)通电自感如图163甲所示