高中物理互感和自感學(xué)案含習(xí)題
互感和自感學(xué)案
�、趯嶒�2中，如果以很快的頻率反復(fù)打開、閉合開關(guān)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？
�、蹖嶒�1中開關(guān)斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了 ，燈還閃亮一下。這些能量是哪里來的呢？是憑空產(chǎn)生了能量嗎？
練習(xí)：實驗中，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡1的電流隨時間變化的圖像為 圖；通過燈泡2的電流隨時間變化的圖像為 圖。
答案：C；A
自感系數(shù)
問：感應(yīng)電動勢的大小跟什么因素有關(guān)？
自感電動勢的大 小跟其它感應(yīng)電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導(dǎo) 體中電流變化的快 慢有關(guān)。
閱讀教材
理論分析表明：
E= 。
L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或 。自感表示線圈產(chǎn)生 本領(lǐng)大小的物理量。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。
單位：亨利(H)
1H= H= μH
自感現(xiàn)象的應(yīng)用——日光燈的原理
日光燈就是利用自感現(xiàn)象的例子。燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內(nèi)充有微量的氬和稀薄的天然汞蒸汽，燈管內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)。當(dāng)燈管內(nèi)的氣體被擊穿而導(dǎo)電時，燈管兩端的燈絲就會釋放出大量的電子，這些電子與汞原子碰撞而放出紫外線，涂在燈管內(nèi)的熒光物質(zhì)在紫外線的照射下發(fā)出可見光，根據(jù)不同的需要充以不同的氣體，并在管的內(nèi)壁上涂上不同的熒光物質(zhì)，就可制造出不同顏色的日光燈了。
鎮(zhèn)流器就是一個自感系數(shù)很 大的線圈，在日光燈點燃時，利用自感現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬時高壓，在日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象起降壓限流的'作用。
磁場中的能量
開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成 。
【課堂練習(xí)】
例1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是：
A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；
B、線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大的其自感系數(shù)一定較大；
C、對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢也越大；
D、自感電動總是阻礙原來電流變化的。
解：D。
例2、如圖所示，兩個電阻的阻值都是R，多匝線圈的電阻和電源內(nèi)阻均可忽略不計。電鍵S原來斷開，此時電路中的電流為I0=ε/2R。現(xiàn)將S閉合，于是線圈產(chǎn)生自感電動勢，此自感電動勢的作用是：
A、使電路的電流減小，最后由I0將小到0；
B、有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I0；
C、有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變；
D、 有阻礙電流增大的作用，但電流還是增 大，最后等于I0。
解：D。
說明：要深刻理解“阻礙”的意思。阻礙并不等于“阻止”。當(dāng)原電流增大時，自感電動勢要阻礙電流的增大，但電流最后還是要增大的，只不過增大得慢些(如通電自感實驗中所見)；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢要阻礙電流的減小，但電流最后還是要減小的，只不過減小得慢些(如斷電自感實驗中所見)。自感電動勢的作用只不過是起一個“延時”作用。
例3、如圖所示的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是：
A、接通時I1I2； B、接通時I1<I2，斷開時I1=I2；
C、接通時I1>I2，斷開時I1<I 2； D、接通時I1=I2，斷開時I1<I2。
解：B。
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