2022年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第13點(diǎn) 自感現(xiàn)象的分析技巧 教科版選修3-2

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1、2022年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第13點(diǎn) 自感現(xiàn)象的分析技巧 教科版選修3-2 在求解有關(guān)自感現(xiàn)象的問(wèn)題時(shí)，必須弄清自感線圈的工作原理和特點(diǎn)，這樣才能把握好切入點(diǎn)和分析順序，從而得到正確答案． 1．自感現(xiàn)象的原理 當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體線圈中的電流變化時(shí)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之發(fā)生變化．由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)體自身會(huì)產(chǎn)生阻礙自身電流變化的自感電動(dòng)勢(shì)． 2．自感現(xiàn)象的特點(diǎn) (1)自感電動(dòng)勢(shì)只是阻礙自身電流變化，但不能阻止． (2)自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟自身電流變化的快慢有關(guān)．電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大． (3)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流變化的結(jié)果，會(huì)給其他電路元件的電流產(chǎn)生影響． ①電流增大時(shí)

2、，產(chǎn)生與原電流反向的電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流增大，此時(shí)線圈相當(dāng)于一個(gè)阻值很大的電阻； ②電流減小時(shí)，產(chǎn)生與原電流同向的電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，此時(shí)線圈相當(dāng)于電源． 3．通電自感與斷電自感 自感現(xiàn)象中主要有兩種情況：即通電自感與斷電自感．在分析過(guò)程中，要注意：(1)通過(guò)自感線圈的電流不能發(fā)生突變，即通電過(guò)程中，電流逐漸變大，斷電過(guò)程中，電流逐漸變小，此時(shí)線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路；(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問(wèn)題的判斷在于對(duì)電流大小的分析，若斷電后通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)強(qiáng)，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅． 對(duì)點(diǎn)例題　如圖1所示電路，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻

3、忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中燈泡均沒(méi)有損壞，則 (　　) 圖1 A．S閉合瞬間，LA不亮，LB很亮；S斷開(kāi)瞬間，LA、LB立即熄滅 B．S閉合瞬間，LA很亮，LB逐漸亮；S斷開(kāi)瞬間，LA逐漸熄滅，LB立即熄滅 C．S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA熄滅，LB亮度不變；S斷開(kāi)瞬間，LA亮一下才熄滅，LB立即熄滅 D．S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA逐漸變暗到熄滅，LB變得更亮；S斷開(kāi)瞬間，LA亮一下才熄滅，LB立即熄滅 解題指導(dǎo)　S閉合瞬間，由于電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其對(duì)電流的阻礙作用相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻，所以LA、LB同時(shí)亮，然后

4、，電感線圈L的阻礙作用逐漸消失，其相當(dāng)于一段導(dǎo)線，LA被短路，所以LA逐漸變暗到熄滅，電路總電阻減小，電流增大，所以LB變得更亮；S斷開(kāi)瞬間，流過(guò)燈LB的電流突然消失，所以LB立即熄滅，但由于流過(guò)線圈的電流突然減小，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，并與LA組成閉合回路，有電流流過(guò)LA，所以LA亮，但很快又熄滅，選項(xiàng)D正確． 答案　D 1. 如圖2所示的電路中，P、Q為兩個(gè)相同的燈泡，自感線圈L的電阻不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．S斷開(kāi)瞬間，P立即熄滅，Q過(guò)一會(huì)兒才熄滅 B．S接通瞬間，P、Q同時(shí)達(dá)到正常發(fā)光 C．S斷開(kāi)瞬間，通過(guò)P的電流從右向左 D．S斷開(kāi)瞬間，通過(guò)

5、Q的電流與原來(lái)方向相反 答案　C 解析　S接通瞬間，L中電流從0開(kāi)始增大，于是產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增大．因此Q不會(huì)立即正常發(fā)光，較P要晚些，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤．S斷開(kāi)瞬間，因L的自感作用，通過(guò)P、Q形成的回路的電流逐漸減小為0，通過(guò)P的電流方向從右向左，通過(guò)Q的電流方向與原來(lái)相同，因此，P、Q兩只燈泡會(huì)一起漸漸熄滅，故C項(xiàng)正確，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．在如圖3所示的電路中，帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后燈A正常發(fā)光．則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖3 A．當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，燈A立即熄滅 B．當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，燈A可能突然閃亮然后熄滅 C．用阻值與燈A相同的線圈取代L接入

6、電路，當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，燈A逐漸熄滅 D．用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路，當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，燈A突然閃亮然后熄滅 答案　BC 解析　在S斷開(kāi)的瞬間，L與A構(gòu)成閉合回路，燈A不會(huì)立即熄滅．關(guān)鍵是“小燈泡在熄滅之前是否閃亮一下”這一點(diǎn)如何確定．根據(jù)P＝I2R可知，燈A能否閃亮，取決于S斷開(kāi)的瞬間，流過(guò)A的電流是否更大一些．在斷開(kāi)S的瞬間，燈A中原來(lái)的電流IA立即消失，但燈A和線圈L組成的閉合回路，由于線圈L的自感作用，其中的電流IL不會(huì)立即消失，它還要通過(guò)回路維持短暫的時(shí)間．如果IL>IA，則燈A熄滅之前要閃亮一下；如果IL≤IA，則燈A是逐漸熄滅而不閃亮一下．至于IL和IA的大小關(guān)系，由RA和RL的大小關(guān)系決定：若RA>RL，則IA