高二物理课件：2.2楞次定律和自感现象第2节自感

§2.2自感课标定位学习目标：1.掌握自感现象及自感电动势的表达式，能解释通电自感和断电自感．2．了解自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化，知道自感系数的单位．重点难点：自感现象的原因及分析．易错问题：在断电自感中，错误的认为与线圈并联的灯泡都会闪亮一下．一、自感现象当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也会在它本身激发出感应电动势．这种由于导体本身的

而使自身产生电磁感应的现象叫做自感现象．基础知识梳理电流变化在接通或断开电动机电路时，在开关处会产生火花放电，你知道为什么吗？【思考·提示】电动机电路是含有线圈的电路，在通电瞬间或断电瞬间，线圈中就会有电流的巨大变化，此刻会产生电磁感应现象．思考二、自感电动势由于自感而产生的

叫做自感电动势．三、自感系数自感系数L简称自感或电感，它跟线圈的大小、形状、圈数以及是否有

等因素有关，线圈的横截面积越

、线圈绕制得越密、匝数越

，它的自感系数就越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时

．单位：

，符号是H.常用的还有

(mH)和

(μH)，换算关系是：1H＝

mH＝

μH.感应电动势铁芯大多大亨利毫亨微亨103

106一、自感电动势和自感系数1．自感电动势(1)作用：总是阻碍引起自感电动势的电流的变化，即自感电动势总要延缓原电流的变化，但不能阻止原电流的变化．(2)方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同．核心要点突破2．自感系数(1)大小：由线圈本身特性决定．线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，自感系数越大，加入铁芯，会使线圈的自感系数大大增加．(2)单位：亨利(符号H),1H＝103mH＝106μH.(3)物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量．数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1A时产生的自感电动势的大小.二、断电自感和通电自感现象1．断电自感如图2－2－1所示的电路，A1、A2是两个完全相同的小灯泡，合上开关调节R0，使A1和A2的亮度相同，电路稳定后通过线圈的电流为IL，通过小灯泡的电流为IA，在电键S断开的瞬间．图2－2－1条件现象原因IL>IAA1猛然亮一下再逐渐熄灭熄灭R0为纯电阻不产生自感现象，A2立即熄灭．L为自感系数较大的线圈，断开S后，L中产生自感电动势，与A1组成闭合回路，线圈中的电流在原来电流值基础上逐渐减小IL＝IAA1由原来亮度逐渐熄灭IL<IAA1先立即变暗一些再逐渐熄灭1.产生自感电动势的效果体现为线圈中电流在原来电流值基础上逐渐减小，而不是电动势与线圈两端电压相等，自感电动势可以超出线圈两端原电压．2．至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于IL与IA谁大谁小，也就是取决于RL和RA谁大谁小的问题．特别提醒2．通电自感如图2－2－2所示的电路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电阻R0，使两个灯泡亮度相同，然后断开电路，再次接通瞬间.图2－2－2条件现象原因S闭合的瞬间A1先亮由于A1支路为纯电阻，不产生自感现象A2逐渐变亮最后与A1一样亮由于L的自感作用阻碍A2支路电流增大，出现“延迟”现象如图2－2－3所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是(

)课堂互动讲练类型一自感现象分析例1图2－2－3A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭【思路点拨】当电路中电流发生改变时，线圈L因产生自感而对原电流的变化起阻碍作用．即当电流增加时，L就延缓电流的增加，当电流减小时，L又延迟电流的减小，便出现了两灯泡的“异乎寻常”的表现．【解析】接通电路时，由于线圈的自感作用，A1支路电流增加得慢，因而A1后亮．稳定后，线圈的自感作用消失，相当于导线，此时A1与A2并联，亮度一样．所以A正确，B错误．当断开S时，线圈L、灯A1和A2组成串联闭合回路，A1、A2亮度一样，都将过一会儿才熄灭，故D正确，C错误．【答案】

AD【点评】分析此类题型时，一要把握电路结构，二要弄清自感电动势对原电路的影响，当电路突然断开时，自感电流只是在原电流大小的基础上逐渐变小到零，决不会超过原电流的大小.故本题中，当断开S时，A1与A2两灯的亮度不会超过稳定时的亮度．1.如图2－2－4所示电路，L1和L2是两个相同的灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，灯泡L1和L2亮暗的次序是(

)变式拓展图2－2－4A．接通时L1先达最亮，断开时L1后灭B．接通时L2先达最亮，断开时L2后灭C．接通时L1先达最亮，断开时L1先灭D．接通时L2先达最亮，断开时L2先灭解析：选A.电流发生变化时，自感电动势将阻碍电流的变化，根据电流的变化来分析电路中灯的明暗情况．当S接通时，L1和L2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上将产生自感电动势阻碍电流的增加，所以开始的瞬间电流几乎全部从L1通过，而该电流又将同时分别通过L2和R，所以L1先达最亮，经过一段时间稳定后，L1和L2达到一样亮．当电键S断开时，电源电流立即为零，因此L2立即熄灭，而对于L1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势，使线圈L和L1组成的闭合回路中有感应电流，所以L1后灭．关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是(

)A．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大C．若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零D．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变类型二对自感系数的认识例2【思路点拨】根据自感系数的影响因素分析．【解析】自感系数是由线圈的本身性质(线圈的长度、面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的．线圈的横截面积越大、线圈越长、匝数越多，它的自感系数就越大，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多，自感系数与通入的电流、电流改变量、电流变化率等无关．【答案】

D【点评】解决有关线圈的自感系数的概念性问题