2019-2020学年高中物理 第4章 电磁感应 第6节 互感和自感课件 新人教版选修3-2

第6节互感和自感固知识、要点梳理要点一互感现象1．定义两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生1__________的现象．产生的电动势叫做互感电动势．感应电动势2．应用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用2__________制成的．3．危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作．互感现象1．无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活．在无线电技术中，常有这样的要求，即一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小．如图两个线圈安装位置的图中，最符合该要求的是()解析：选D当一个线圈中有电流变化时，在其周围会产生变化的磁场，会影响临近线圈中的电流．在D装置中，两线圈正交放置，当一个线圈电流变化时，产生的变化磁场不通过另一个线圈，对另一个线圈影响最小，D选项正确．2．在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它从1扳到2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是()A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始终由Q→PD．始终由P→Q解析：选C开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由左向右先减小后反向增加，线圈B中磁场也是如此，由楞次定律可得R中电流由Q→P，C正确．要点二自感现象1．自感现象当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在3__________激发出感应电动势的现象．它本身2．自感电动势(1)定义：由于4__________而产生的感应电动势．(2)大小：E＝LΔIΔt，其中L是自感系数，简称5__________或6__________，单位：7__________，符号为H.自感自感电感亨利3．自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的8__________、9__________、10__________，以及11_______________等因素有关．4．自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给12__________，储存在13__________中．(2)线圈中电流减小时：14__________中的能量释放出来转化为电能．大小形状圈数是否有铁芯磁场磁场磁场5．自感现象中电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中15__________的“惯性”．6．通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡A1逐渐地亮起来阻碍电流的16__________电流变化增加电路现象自感电动势的作用断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗，直至熄灭阻碍电流的17__________减小3．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是()A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大解析：选B电感一定时，电流变化越快，即ΔIΔt越大，由E＝LΔIΔt知，自感电动势越大，故A错，B对；线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C错；当通过线圈的电流最大时，电流的变化率可以为零，自感电动势为零，故D错．4．如图所示，灯L1、L2完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则()A．S闭合的瞬间，L1、L2同时发光，接着L1变暗，L2更亮，最后L1熄灭B．S闭合瞬间，L1不亮，L2立即亮C．S闭合瞬间，L1、L2都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，L2熄灭，L1比L2(原先亮度)更亮解析：选AS接通的瞬间，线圈L支路中电流从无到有发生变化，因此，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就较强，所以S接通的瞬间线圈L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过L1、L2，所以L1、L2会同时亮．又由于线圈L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，L的阻值可忽略，对L1起到“短路”作用，因此L1熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，L2会比以前更亮．稳定后断开S的瞬间，L2灯立即熄灭，但因为线圈的电流减小，线圈中会出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以L1灯闪亮一下再慢慢熄灭，但不会比L2稳定时更亮．5．(多选)线圈通以如图所示的随时间变化的电流，则()A．0～t1时间内线圈中的自感电动势最大B．t1～t2时间内线圈中的自感电动势最大C．t2～t3时间内线圈中的自感电动势最大D．t1～t2时间内线圈中的自感电动势为零解析：选CD线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比，即E∝ΔiΔt.根据图象分析：0～t1时间内的电流变化率小于t2～t3时间内的电流变化率，A错误，C正确；t1～t2时间内的电流变化率为零，自感电动势为零，B错误，D正确．要点三自感现象中的图象问题1．问题类型(1)由给定的自感过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析自感的过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象．2．解题关键弄清初始状态，电路的结构，其中通电、断电的瞬间是解决问题的关键．3．注意点通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大；断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．6．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1和A2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使A1和A2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开开关S.若t′时刻再闭合开关S，则在t′前后的一小段时间内，选项图中正确反映流过A1的电流i1、流过A2的电流i2随时间t变化的图象是()解析：选B由题中给出的电路可知，电路由L与A1和A2与R两个支路并联，在t′时刻，A1支路的电流因为有L的自感作用，所以i1由0逐渐增大，A2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大的过程，所以选项B正确．7．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S.如选项图所示，表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()解析：选B开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当于断路，后来由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋r，整个电路中的总电流增大，由U内＝Ir得内电压增大，由UAB＝E－Ir得路端电压UAB减小．电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L支路的电流小于流过灯泡D的电流．当开关S断开时，由于电感L的自感作用，流过灯泡D的电流立即与L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，选项B正确．