【步步高 学案导学设计】2015-2016学年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2

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1、第13点 自感现象的分析技巧在求解有关自感现象的问题时,必须弄清自感线圈的工作原理和特点,这样才能把握好切入点和分析顺序,从而得到正确答案.1.自感现象的原理当通过导体线圈中的电流变化时,其产生的磁场也随之发生变化.由法拉第电磁感应定律可知,导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势.2.自感现象的特点(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化,但不能阻止.(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关.电流变化越快,自感电动势越大.(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会给其他电路元件的电流产生影响.①电流增大时,产生与原电流反向的电动势,阻碍电流增大,此时线圈相当于一

2、个阻值很大的电阻;②电流减小时,产生与原电流同向的电动势,阻碍电流减小,此时线圈相当于电源.3.通电自感与断电自感自感现象中主要有两种情况:即通电自感与断电自感.在分析过程中,要注意:(1)通过自感线圈的电流不能发生突变,即通电过程中,电流逐渐变大,断电过程中,电流逐渐变小,此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路;(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.对点例题 如图1所示电路,自感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,设实验过程

3、中灯泡均没有损坏,则(  )图1A.S闭合瞬间,LA不亮,LB很亮;S断开瞬间,LA、LB立即熄灭3B.S闭合瞬间,LA很亮,LB逐渐亮;S断开瞬间,LA逐渐熄灭,LB立即熄灭C.S闭合瞬间,LA、LB同时亮,然后LA熄灭,LB亮度不变;S断开瞬间,LA亮一下才熄灭,LB立即熄灭D.S闭合瞬间,LA、LB同时亮,然后LA逐渐变暗到熄灭,LB变得更亮;S断开瞬间,LA亮一下才熄灭,LB立即熄灭解题指导 S闭合瞬间,由于电感线圈L的自感系数足够大,其对电流的阻碍作用相当于一个阻值无穷大的电阻,所以LA、LB同时亮,然后,电感线圈L的阻碍作用逐渐消失,其相当于一段导线,LA

4、被短路,所以LA逐渐变暗到熄灭,电路总电阻减小,电流增大,所以LB变得更亮;S断开瞬间,流过灯LB的电流突然消失,所以LB立即熄灭,但由于流过线圈的电流突然减小,线圈中会产生自感电动势,并与LA组成闭合回路,有电流流过LA,所以LA亮,但很快又熄灭,选项D正确.答案 D1.如图2所示的电路中,P、Q为两个相同的灯泡,自感线圈L的电阻不计,则下列说法正确的是(  )图2A.S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会儿才熄灭B.S接通瞬间,P、Q同时达到正常发光C.S断开瞬间,通过P的电流从右向左D.S断开瞬间,通过Q的电流与原来方向相反答案 C解析 S接通瞬间,L中电流从0开始增

5、大,于是产生自感电动势,阻碍电流的增大.因此Q不会立即正常发光,较P要晚些,所以B项错误.S断开瞬间,因L的自感作用,通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0,通过P的电流方向从右向左,通过Q的电流方向与原来相同,因此,P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭,故C项正确,A、D项错误.2.在如图3所示的电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈L3与灯A并联,当闭合开关S后灯A正常发光.则下列说法中正确的是(  )图3A.当断开S时,灯A立即熄灭B.当断开S时,灯A可能突然闪亮然后熄灭C.用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A逐渐熄灭D.用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电

6、路,当断开S时,灯A突然闪亮然后熄灭答案 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.关键是“小灯泡在熄灭之前是否闪亮一下”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中原来的电流IA立即消失,但灯A和线圈L组成的闭合回路,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

7、亮一下;若RA≤RL,则IA≥IL,灯A将逐渐熄灭.3

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