学高中物理楞次定律和自感现象节自感鲁科版PPT课件

2.如图 223 所示，灯 LA、LB 完全相同，带铁芯的线 圈 L 的电阻可忽略。则 ( )
A．S 闭合瞬间，LA、LB 同时发光，接着 LA 变暗， LB 更亮，最后 LA 熄灭 B．S 闭合瞬间，LA 不亮，LB 立即亮 C．S 闭合瞬间，LA、LB 都不立即亮
图 223
D．稳定后再断开 S 的瞬间，LB 熄灭，LA 比 LB(原先亮度)更亮
自感现象的分析思路 (1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(是增大还是减小)。 (2)根据“增反减同”，判断自感电动势的方向。 (3)分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作 用， 线圈中的电流逐渐增大， 与线圈串联的元件中的电流也逐渐 增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐 渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小。
[思路点拨]
[解析] 甲图中，灯泡 A 与电感线圈 L 在同一个支路中， 流过的电流相同，断开开关 S 时，线圈 L 中的自感电动势的作 用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐变小，A、B 错误。
乙图中，灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电 流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈 的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间电感线圈中的电流不 变，电感线圈相当于一个电源给灯泡A供电。因此反向流过A 的电流瞬间要变大，然后逐渐变小，所以灯泡要先更亮一下， 然后渐渐变暗，C错误，D正确。 [答案] D
一、自感现象 由导体 自身电流 变化所产生的电磁感应现象。
二、自感电动势
定义
自感 电动 势 大小
电流 变化所产生的感应电动势 由导体自身_____
E＝L
ΔI 电流变化率 成正比 ，与___________ Δt
方向 作用

(2)加速类 解决加速类问题的基本方法是： ①确定研究对象(一般选在磁场中做切割磁感线运动的导体 作为研究对象)； ②根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受 力与运动情况．
如图所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线圈质量m1＝ 0.10 kg，电阻R＝0.10 Ω，砝码质量m2＝0.16 kg.线圈上方的 匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里， 磁场区域的宽度为h＝l＝0.20 m．砝码从某一位置下降，使 ab边进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度大 小．(g＝10 m/s2)___6__m__/s___
[解析] 由题图乙得感应电流 I＝kt，E＝ΔΔΦt ＝I(R＋r)＝ k(R＋r)t，B 选项正确；ΔΦ＝k(R＋r)tΔt，A 选项错误，由 q＝IΔt＝ktΔt 知 D 选项错误；Uab＝IR＝ktR，C 选项错误．
电磁感应中的力学问题 1．通有感应电流的导体在磁场中将受到安培力的作用，电 磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小 和方向． (2)求回路中电流． (3)分析研究导体受力情况(包括安培力，用左手定则确定其 方向)． (4)列动力学方程或平衡方程求解．
mgssin θ＝12mv2m＋Q Q＝mgssin θ－m3g2si2nB2θ4l4R＋r2.
[答案]
mgsin θR＋r
(1)
பைடு நூலகம்
B2l2
gsin θ
(2)mgssin θ－m3g2si2nB2θ4l4R＋r2
第2章 楞次定律和自感现象
电磁感应中的图象问题
1．电磁感应过程中涉及到的图象问题往往是：磁感应强度B 、磁通量Φ、感应电动势e、感应电流i随时间变化的图象，即 B－t图象、Φ－t图象、e－t图象、i－t图象，还有导体切割磁 感线产生感应电流与位移间的关系图象(i－x图象)，导体棒运 动的速度随时间变化的图象(v－t图象)等． 2．这些图象大致可分为两类，一类是给出这些量随时间变化 的图象，分析与之有关的运动过程、受力过程及由此引起的 其他物理量的变化等．二是给出物体的初状态，分析或判断 有关物理量随时间的变化规律．

习)．
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第2章
楞次定律和自感现象
3.应用楞次定律判断感应电流方向的思路 (1)明确研究对象是哪一个闭合电路． (2)明确原磁场的方向． (3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还 是减少． (4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向． (5)由安培定则判断感应电流的方向．
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第2章
楞次定律和自感现象
(3)有的问题只能用楞次定律不能用右手定则, 有的问题则两者都能用，对一个具体的问题，
如果能用楞次定律判断出感应电流方向，不要
想着也一定能用右手定则判断出来．若是导体 不动，回路中的磁通量变化，应该用楞次定律
判断感应电流方向，而不能用右手定则判断；
若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产 生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞 次定律也能进行判断，但较为麻烦．
时间，再由W＝F· s求F所做的功．
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第2章
楞次定律和自感现象
【解题样板】
(1)对 cd 棒
受力分析如图所示 由 平 衡 条 件 得 mgsinθ ＝ BIL(2 分) mgsinθ 0.02×10×sin30° 得 I＝ ＝ A＝ 1 BL 0.2×0.5 A．(2 分) 根据左手定则可判定通过棒 cd 的电流方向为 由 d 到 c.
南充高二期末)如图所示，图中 例1 (2012· 两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的
距离为l，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位
于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为 l.t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合(如图). 现令线圈以恒定的速度v沿垂 直于磁场区域边界的方向穿过
磁场区域．
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反抗”引起感应电流的原因.
栏目 导引

第4讲 自感现象的应用
5
二预、习感导应学圈
梳理·识记·点拨
1.工作原理
利用自感现象用 低压直流 电源来获得高电压.
2.结构
主要由直接绕在铁芯上的 初级线圈 和两端接在放电器上的
次级线圈 构成.
3.用途
在物理、化学实验室里可以做 小功率高压 电源，在汽车、煤气
灶点火装置中产生 高压电火花 完成点火工作.
第4讲 自感现象的应用
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三预、习自导感学的其他应用及危害
梳理·识记·点拨
1.其他应用
在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电容器组成
振荡电路 来发射电磁波；在收音机和电视机中，同样也用 振
荡电路 来接收电磁波.另外电焊机也利用了自感现象，使焊条 与工件之间的空隙产生 电弧火花 ，使工件局部熔化.
路有电流通过
C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路
就已经有电流通过
D．当电路通电后，两个触片冷却，两个触片重新分离
第4讲 自感现象的应用
16
预习导学
梳理·识记·点拨
解析 依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两
极之间，使氖气放电而发出辉光．辉光产生热量使U形动触片膨
向．可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，正常工作时
镇流器就起着降压、限流的作用．
第4讲 自感现象的应用
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例预1习导如学图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光梳灯理的·识接记线·点图拨正 确的是( )
解析 根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预 热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可.当动、 静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；

明天我就要背起书包踏上新的征程 了,临行前夜我有太多的话想说… 肖老师,两年来您给我留下的太多太多, 我真不知道从何说起。您还记得哪次 作文事件吗?仗着平时与您说话随意, 遂在课堂上为自己辩护,不料却遭来您 的一顿“猛批”。我自认为是您很得 宠的学生，您居然让我在大家面前颜 面丢尽。哼，我恨！
这些明星教师之所以受 学生的欢迎和喜爱,是因为他 们都把学生当成朋友,真诚的 与他们交流,不仅传给了他们 知识,更让他们在和谐的氛围 中学习.这就是一种新型的师 生关系.
导体切割磁感线产生感应电动势
感应电流
电流受到安培力
感应电动势变化
速度变化
加速度变化
合外力变化
周而复始循环，最终加速度等于零，导体达到稳定运动状态
专题分类突破
例5 U形金属导轨abcd原来静止放在 光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方 向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一 根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨 上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f. 已知磁感应强度B＝0.8 T．导轨质量M＝ 2 kg.其中bc段长0.5 m，bc段电阻R＝0.4 Ω.其余部分电阻不计；金属棒PQ质量m ＝0.6 kg、电阻r＝0.2 Ω、与导轨间的动 摩擦因数μ＝0.2.若向导轨施加方向向左、 大小为F＝2 N的水平拉力，如图所示．
通过填表我们可以看出传统的师生关系：
权威——遵从 管理——被管理 输出——接收
教师 权威 造成 隔阂影响 交往
学生 遵从者
QQ时代
时代的进步带给我们一种 全新的交往方式,我们与老师 交往的关系也发生了微妙的变 化.那么,我们该如何与老师建 立这种新型的师生关系呢?
发信 人 豆豆
网 水瓶 女孩
络 豆豆 交 水瓶 往 女孩 时 豆豆 代 水瓶

图3 )
第3讲 自 感
第十六页，共三十一页。
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解析 在t＝0时刻合开关S，由于电感L产生自感电动势，阻碍电流通过，
电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源输出电流
较大，路端电压较低.在t＝t1时刻断开S，电感L产生自感电动势，与灯泡 (dēngpào)构成闭合回路，灯泡(dēngpào)D中有反向电流通过，所以表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中正确的是B.
答案(dáàn) B
第3讲 自 感
第二十七页，共三十一页。
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3.一个线圈中的电流均匀增大，这个线圈的( ) A
A.磁通量均匀增大
B.自感系数均匀增大 C.自感系数、自感电动势均匀增大 D.自感系数、自感电动势、磁通量都不变
解析 电流均匀增大时，线圈中磁感应强度均匀增大，所以(suǒyǐ)磁通量均匀 增大，而自感电动势取决于磁通量的变化率，所以(suǒyǐ)自感电动势不变；自 感系数取决于线圈本身的因素，也保持不变，只有选项A正确.
第3讲 自 感
第十九页，共三十一页。
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解析 线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有 无电流(diànliú)、电流(diànliú)变化情况都没有关系，故B、C错误，D正确；
自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故A错误.
答案 D
第3讲 自 感
第二十页，共三十一页。
第3讲 自 感
第十四页，共三十一页。
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解析 在电路(a)中，灯泡A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时， 线圈上产生自感电动势，阻碍(zǔ ài)原电流的减小，但流过灯泡A的电流仍 逐渐减小，从而灯泡A只能渐渐变暗； 在电路(b)中，电阻R和灯泡A串联，灯泡A的电阻大于线圈L的电阻，电流

2．通电瞬间自感线圈处相当于断路：电流稳定时，自感线 圈相当于导体．
3．与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直图所示，电路中电源的内 阻不能忽略，R的阻值和L的自感 系数都很大，A、B为两个完全相 同的灯泡，当S闭合时，下列说 法正确的是( ) A．A比B先亮，然后A灭 B．B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．A、B一起亮，然后A灭 D．A、B一起亮，然后B灭
自感电动势的大小与自感系数有关 还与电流的变化率有关
A错误
自感系数是由线 圈本身的因素及 有无铁芯决定的
B、C错误 D正确
课堂讲义
自感
四、电磁阻尼、电磁驱动
闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感 应电流时，导体在磁场中就要受到磁场力的作用，根 据楞次定律，磁场力总是阻碍导体的运动，于是产生 电磁阻尼．
(1)自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长， 单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数越大．
(2)自感系数与E、ΔI、Δt等均无关系．
课堂讲义
自感
例3 关于线圈的自感系数， 下面说法正确的是( ) A．线圈的自感系数越大， 自感电动势就一定越大 B．线圈中电流等于零时， 自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快， 自感系数越大 D．线圈的自感系数由线圈 本身的因素及有无铁芯决定
A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数 B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数 C．断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数 D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
S接 通时
L阻碍电流的增大
A1中电流小于电流 表A2中电流
S断 开时
L阻碍电流的减小
线圈L和A1、A2和R构 成回路，各元件电流
②磁铁下落的加速度恒定；
③磁铁下落的加速度一直减小最后为零

快慢有关 D．加铁芯后线圈的自感系数比没加铁芯时要大 答案： ACD
物理 L 选修3-2
第2章 楞次定律和自感现象
记 学习目标 学 基础导学 悟 名师指点 讲 典例精析 辨 易错疑难 练 随堂演练
二、通电自感和断电自感的理解
在处理通、断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结 论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变
线圈的自感系数大大增加．
亨利 ，简称____ 亨 ，符号是 3． 单位 ：自感系数的单位是 ______ 毫亨 微亨 (μH).1 H ＝ H. 常 用 的 较 小 单 位 还 有 ______ (mH) 和 ______ 103 106 ____mH,1 H＝____μH .
物理 L 选修3-2
与线圈并联的灯泡 电路中稳态电流为I1、I2
电流逐渐减小
断电时 灯泡逐渐变暗 电流方向不变
①若I2≤I1，逐渐变暗
②若I2>I1，灯泡闪亮后 逐渐变暗，两种情况灯
泡电流方向均改变
电流减小时 (如断电)由自感电动势产生的自感 电流与原电流方向相同，其电流大小一定小于产生自感电动势 的线圈中原先所通电流大小且不断减小．
物理 L 选修3-2
第2章 楞次定律和自感现象
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第2节
自
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记 学习目标
物理 L 选修3-2
第2章 楞次定律和自感现象
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解析： S 闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生 的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A 错误；阻 碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速 度变慢，B、C 错误；最后达到稳定时，电路中总电流 E 为 I＝R＝2I0，故 D 正确．
通电自感与断电自感的分析 1．通电自感
实验电路
实验要求
H 亨利 ，简称______ 亨 ，符号是______. 自感系数的单位是_______ 毫亨 微亨 μH).1 常用的较小单位还有___________(mH) 和_________( 10－3 10－6 mH＝__________H,1 μH＝_________H.
[想一想]2.自感系数和力学中反映物体惯性大小的“质量” 对比，看它们有哪些相似之处？ 提示:自感系数L的大小表示线圈对电流变化阻碍作用的大 小,它反映了线圈对电流变化延时作用的强弱.因此，自感 系数也可叫做“电磁量”.力学中的质量是表示物体的惯性
阻止，它只是延缓了电流变化过程的进行，但并不能使变
化过程停止，更不能使过程反向，这就是电的“惯性”．
3．判断自感电动势的思路： 根据原电流(I 原的方向及其变化情况)增反减同 ― ― → 确定感应电流 I
感
楞次定律
的方向
电流从“电源”的正极流出
― ― →
判断自感电动势的方向
特别提醒：自感电动势阻碍的是原电流的变化．从能量转化 的角度， 当原电流增大时， 电路把一部分电能转化为磁场能， 从而延缓原电流的增大； 当原电流减小时， 电路又把磁场能 转化为电能，以此延缓原电流的减小．
好“阻碍”的含义，用好“阻碍”做分析，记好“增反减同”
是规律．
1.如图所示，两个电阻均为 R，电感线圈 L 的电阻及电池内阻均可忽略不计，S 原 E 来断开， 电路中电流 I0＝ ， 现将 S 闭合， 2R 于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是 ( D ) A．使电路的电流减小，最后由 I0 减小到零 B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于 I0 C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为 2I0

感应圈用途 可以用于低气压放电管、阴极射线管、X 射线管、光谱管实验；还可以用来 演示空气中的火花放电现象、液体及固体介质的电击穿现象以及在空气中获得 臭氧等．另外，汽车发动机点火装置、煤气灶电子点火装置等，都是利用感应 圈产生的高压电火花来完成点火工作的．
ห้องสมุดไป่ตู้
启动器 电容器、动触片、静触片 启动时将电路瞬时接通后断开
高压将管内气体击穿，释放电子与汞原子 灯管 灯管、灯丝、氩和汞蒸气
碰撞发出紫外线使荧光物质发光
镇流器 自感系数大的线圈
启动时形成瞬时高压，工作时降压限流
镇流器的作用 日光灯管在启动时需要 500～700 V 的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生 的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管正常发光后，它的电阻变得很 小，允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给 灯管降压限流的作用．
知 识 点 一
学
第 3 节 自感现象的应用
业 分
层
测
评
知 识 点 二
日光灯与镇流器
[先填空] 1．日光灯的构造及电路图 完整的日光灯电路包括日光灯管、 镇流器、启动器、开关等主要部件．其 电路如图 2-3-1 所示．
图 2-3-1
2．日光灯的主要元件的构造及作用
启动器、灯管、镇流器的比较
构造
原理、作用
2．自感现象的其他应用 (1)应用 在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电容器组成 振荡电路 来发射电磁波；在收音机和电视机中，同样也用振荡电路来接收电磁波．另外 电焊机也利用了自感现象，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，使工件局 部熔化． (2)危害 在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开关或造成安全隐患．