高二物理自感现象
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自感现象及自感电动势学案⑴自感现象:由于通过导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
自感现象的两个实验:通电自感和断电自感实验。
⑵自感电动势的大小:跟电流的变化率成正比 tI LE ∆∆= ⑶自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化。
但不会阻止原电流的变化,即电流仍会变化。
⑷自感系数:自感系数由线圈本身的特性决定。
线圈越粗、越长,单位长度上的匝数越多,自感系数就越大,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
⑸日光灯原理:日光灯电路图如图所示。
启动器:利用氖管的辉光放电,起自动把电路接通和断开的作用。
镇流器:在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压;在日光灯正常发光时,利用自感现象,起降压限流的作用。
二、典型例题【例题1】如图所示电路中,L 为带铁芯的电感线圈,直流电阻不计,下列说法中 正确的是( )A 、 合上S 时,灯泡立即变亮;B 、 合上S 时,灯泡慢慢变亮;C 、 断开S 时,灯泡立即熄灭 ;D 、 断开S 时,灯泡慢慢熄灭。
【变式训练6-1】如图所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。
当电键S 闭合,等到灯泡亮度稳定后,下列说法正确的是( ) A 、电键S 断开时,A 立即熄灭,而B 会亮一下后才熄灭;B 、电键S 断开时,B 立即熄灭,而A 会亮一下后才熄灭;C 、电键S 闭合时,A 、B 同时亮,然后A 熄灭;D 、电键S 闭合时,A 、B 同时亮,然后B 逐渐变暗,直到不亮,A 更亮。
【例2】如图所示,L 是一个带铁芯的电感线圈,R 为纯电阻,两条支路的直流电阻值相等。
A 1和A 2是完全相同的两个双偏电流表,当电流从+接线柱流入电流表时,指针向右偏,反之向左偏。
则在开关S 合上到电路稳定前,电流表A 1的偏角 电流表A 2的偏角,A 1指针向 偏,A 2指针向 偏。
等电路稳定后,再断开开关S ,在断开S 后短时间内,电流表A 1的偏角 电流表A 2的偏角,A 1指针向 偏,A 2指针向 偏。
高二物理自感现象及自感电动势自感现象是指当电流通过一条线圈时,它会产生磁场,而这个磁场会影响到这条线圈本身。
这种现象被称为自感现象。
同时,根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,线圈两端会产生感应电动势,这个电动势即为自感电动势。
在高二物理学习中,自感现象及自感电动势是我们需要深入了解和掌握的内容。
一、自感现象自感现象指的是电流通过一条线圈时,线圈内会产生磁场,而这个磁场会影响到线圈本身,使其电流发生变化。
自感现象与电流的变化形式和大小有关,常见的自感现象包括自感电动势和电感现象。
自感电动势是指当电流在一条线圈内发生变化时,线圈两端会产生感应电动势。
自感电动势的大小与电流变化的速率有关,即自感电动势的大小正比于电流的变化速率。
当电流变化缓慢时,自感电动势的大小较小;而当电流变化快速时,自感电动势的大小较大。
电感是指线圈对通过它的电流变化产生的自感电动势的阻碍作用。
电感的大小与线圈的匝数、线圈形状、线圈材料以及磁场的强度有关。
在电路中,电感常用于滤除高频噪音、稳定电流等方面。
二、自感电动势的产生原理自感电动势的产生原理可以通过法拉第电磁感应定律来解释。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在电路中产生感应电动势。
在自感电动势的情况下,磁通量的变化是由电流的变化引起的。
当电流在线圈内发生变化时,该线圈会在周围产生磁场。
磁场的变化导致了磁通量的变化,从而在线圈中产生了自感电动势。
这个自感电动势的大小正比于电流的变化速率,即自感电动势的大小与电流的变化呈正比关系。
三、自感电动势的应用自感电动势在实际应用中有着广泛的用途。
以下是自感电动势的几个常见应用:1. 电感耦合:自感电动势可用于不同线圈之间的电感耦合,以实现信号的传输、电压的升降等功能。
2. 感应加热:通过在线圈中加入交变电流,产生的自感电动势在工作体上产生涡流,从而实现加热效果。
3. 电感传感器:自感电动势可以用于制作电感传感器,用于检测金属物体、测量距离、测量电流等。
高中物理第二册自感现象教学目的:1,引导学生从事物的共性中发掘新的个性---从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应的规律,提出自感现象,并推出关于自感的规律。
2,了解自感现象在实际中的意义3,使学生了解日光灯的工作原理教具:1,演示自感现象的示教板(有铁心的大线圈、滑线变阻器、小灯泡、电池组、电键)2,演示日光灯原理的示教板(日光灯、镇流器、起动器、开关)教学过程:一、自感现象:1,提出问题:发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么?怎样得到这种条件?如果通过线圈本身的电流有变化,使它里面的磁通量改变,能不能产生电动势?2,演示实验:(1)用图1电路作演示实验。
A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K,调节R1,使A1和A2亮度相同,再调节R2,使A1和A2正常发光,然后打开K再合上开关K的瞬间,问同学们看到了什么?(实验要反复几次)可以观察到:A1比A2亮得多.(2)用图2电路作演示实验.合上开关K,调节R使A正常发光.打开K的瞬间,问同学们看到了什么?(实验要反复几次)可以观察到:A在熄灭前闪亮一下.分析讨论: 实验(1)和实验(2)中的两种现象:P97(重点)小结: 当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化.像这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象,在自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势.注意: 对“阻碍”的理解二、自感系数:提出问题:感应电动势的大小与什么因素有关?(感应电动势大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关)指出:自感电动势的大小与其他感应电动势一样跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系,线圈的磁场是由电流产生的,所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系。
对同一个线圈:电流变化越快,穿过线圈的磁通量变化也就越快,线圈中产生的自感电动势就越大即:ε∝△I/△t对不同的线圈:电流变化快慢相同的情况下,产生的自感电动势是不相同的即:ε与线圈本身的特性有关——用自感系数L来表示线圈的这种特性.说明 (1)自感系数简称自感或是电感.跟线圈的形状,长短,匝数等因素有关---线圈越粗,越长,匝数越密,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大得多.(2)自感系数的单位:亨利简称亨(H)---如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏,这个线圈的自感系数就是1亨1mH=10-3H 1μH=10-3Mh作业:《基础训练》。