2011高二物理學(xué)案:1.6 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用(粵教版選修3-2)_第1頁(yè)
2011高二物理學(xué)案:1.6 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用(粵教版選修3-2)_第2頁(yè)
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1、高考資源網(wǎng)() 您身邊的高考專家1.6 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 學(xué)案(粵教版選修3-2)1由于導(dǎo)體線圈本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫自感現(xiàn)象在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)2自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)線圈的磁通量變化快慢(即電流變化快慢)有關(guān),還跟線圈的自感系數(shù)有關(guān)線圈的橫截面積越大,匝數(shù)越多,它的自感系數(shù)就越大,有鐵芯時(shí)的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大得多3日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)組成燈管中氣體在導(dǎo)電時(shí)主要發(fā)出紫外線,熒光粉受到紫外線的照射發(fā)出可見(jiàn)光,啟動(dòng)器的作用為自動(dòng)開(kāi)關(guān)鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)器動(dòng)靜觸片斷開(kāi)后,提供瞬時(shí)高壓點(diǎn)燃燈管,之后起到降壓限流的作用4(雙選)通過(guò)一個(gè)線圈的

2、電流在均勻增大時(shí),則這個(gè)線圈的()A自感系數(shù)也將均勻增大B自感電動(dòng)勢(shì)也將均勻增大C磁通量也將均勻增大D自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)不變答案CD解析線圈的磁通量與電流大小有關(guān),電流增大,磁通量增大,故C項(xiàng)正確;而自感系數(shù)由線圈本身決定,與電流大小無(wú)關(guān);自感電動(dòng)勢(shì)ELL,與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān),對(duì)于給定的線圈,L一定,已知電流均勻增大,說(shuō)明電流變化率恒定,故自感電動(dòng)勢(shì)不變,D項(xiàng)正確5關(guān)于線圈自感系數(shù)的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A自感電動(dòng)勢(shì)越大,自感系數(shù)也越大B把線圈中的鐵芯抽出一些,自感系數(shù)減小C把線圈匝數(shù)增加一些,自感系數(shù)變大D電感是自感系數(shù)的簡(jiǎn)稱答案A解析自感系數(shù)是由線圈本身的特性決定的線圈越長(zhǎng),單位長(zhǎng)度

3、上的匝數(shù)越多,橫截面積越大,它的自感系數(shù)就越大另外,有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大得多6如下圖所示,S為啟動(dòng)器,L為鎮(zhèn)流器,其中日光燈的接線圖正確的是()答案A解析根據(jù)日光燈的工作原理,要想使日光燈發(fā)光,燈絲需預(yù)熱發(fā)出電子,燈管兩端應(yīng)有瞬時(shí)高壓,這兩個(gè)條件缺一不可當(dāng)動(dòng)、靜觸片分離后,選項(xiàng)B中燈管和電源斷開(kāi),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選項(xiàng)C中鎮(zhèn)流器與燈管斷開(kāi),無(wú)法將瞬時(shí)高壓加在燈管兩端,選項(xiàng)C錯(cuò)誤選項(xiàng)D中燈絲左、右端分別被短接,無(wú)法預(yù)熱放出電子,不能使燈管中氣體導(dǎo)電,選項(xiàng)D錯(cuò)誤只有選項(xiàng)A是正確的【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一對(duì)自感現(xiàn)象的理解1關(guān)于自感現(xiàn)象,正確的說(shuō)法是()A感應(yīng)電流一定和原來(lái)的電流方向相反B對(duì)

4、于同一線圈,當(dāng)電流變化越大時(shí),線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大C對(duì)于同一線圈,當(dāng)電流變化越快時(shí),線圈的自感系數(shù)也越大D對(duì)于同一線圈,當(dāng)電流變化越快時(shí),線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也越大答案D解析當(dāng)電流增加時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流反向,當(dāng)電流減小時(shí)與原來(lái)的電流同向,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;自感電動(dòng)勢(shì)的大小,與電流變化快慢有關(guān),與電流變化大小無(wú)關(guān),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素,與電流變化情況無(wú)關(guān)故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;結(jié)合選項(xiàng)B的錯(cuò)誤原因可知,選項(xiàng)D正確點(diǎn)評(píng)自感的實(shí)質(zhì)仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電流的強(qiáng)弱決定其周?chē)艌?chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)電流變化時(shí)引起電流周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生變化,就會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感

5、電動(dòng)勢(shì)下列說(shuō)法中正確的是()A線圈中電流變化越大,線圈自感系數(shù)越大B對(duì)于某一線圈,自感電動(dòng)勢(shì)正比于電流的變化量C一個(gè)線圈的電流均勻增大,這個(gè)線圈自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)都不變D自感電動(dòng)勢(shì)總與原電流方向相反答案C知識(shí)點(diǎn)二通電自感和斷電自感3如圖1所示電路中,A、B是完全相同的燈泡,L是電阻不計(jì)的電感線圈,下列說(shuō)法中正確的是()圖1A當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),A燈先亮,B燈后亮B當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),B燈先亮,A燈后亮C當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),A、B燈同時(shí)亮,以后B燈更亮,A燈熄滅D當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),A、B燈同時(shí)亮,以后亮度不變答案C解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電路中電流增加,由于線圈的自感作用,其中產(chǎn)生一自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加,此

6、時(shí)A、B二燈相當(dāng)于串聯(lián),同時(shí)亮;之后線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線,將A燈短路,A燈熄滅,因B燈所加電壓增加而變得更亮點(diǎn)評(píng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),線圈自感電動(dòng)勢(shì)與電源電動(dòng)勢(shì)方向相反,若自感系數(shù)足夠大,瞬間可以認(rèn)為斷路,隨即變緩直至消失4(雙選)在如圖2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)合上開(kāi)關(guān)S后燈A正常發(fā)光則下列說(shuō)法中正確的是()圖2A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突然閃亮后熄滅C用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路,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)立即熄滅問(wèn)題是“

7、小燈泡在熄滅之前是否更亮一下”這一點(diǎn)如何確定根據(jù)PI2R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組成一閉合回路,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ILIA,則燈A熄滅之前要閃亮一下;如果ILIA,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RARL,則IAIL,燈將閃亮一下;若RARL,則IAIL,燈將逐漸熄滅點(diǎn)評(píng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),原電源不提供電流,若線圈形成回路,則自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)通過(guò)回路形成電流,因此斷電時(shí)線圈起到瞬間電源的作用知識(shí)

8、點(diǎn)三日光燈5(雙選)在日光燈電路中接有啟動(dòng)器、鎮(zhèn)流器和日光燈管,下列說(shuō)法中正確的是()A鎮(zhèn)流器在點(diǎn)燃燈管時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓、點(diǎn)燃后起降壓限流作用B日光燈點(diǎn)燃后,鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器都不能起作用C日光燈點(diǎn)燃后,啟動(dòng)器不再起作用,可以將啟動(dòng)器去掉D日光燈點(diǎn)燃后,使鎮(zhèn)流器短路,日光燈仍能正常發(fā)光,并能降低電能的消耗答案AC解析鎮(zhèn)流器在日光燈點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓,點(diǎn)燃后起到降壓限流作用,故A對(duì);點(diǎn)燃后,鎮(zhèn)流器仍有用,降壓限流,而啟動(dòng)器就不起作用了,可以將啟動(dòng)器去掉,故B不對(duì),C對(duì);日光燈燈管電阻很小,電流不能太大,燈管發(fā)光后,由于通入了交流電,使線圈產(chǎn)生了自感作用,阻礙了電流的變化,鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用,若

9、使鎮(zhèn)流器短路日光燈就不能正常工作了,故D不對(duì)點(diǎn)評(píng)日光燈管在點(diǎn)燃和正常發(fā)光時(shí)的工作狀態(tài):日光燈管在點(diǎn)燃時(shí)需要500 V700 V的瞬時(shí)高壓,這個(gè)高壓是由鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓疊加后產(chǎn)生的當(dāng)燈管點(diǎn)燃后,它的電阻變得很小,只允許通過(guò)較小的電流,需要加在它兩端的電壓變小,鎮(zhèn)流器這時(shí)又起到給燈管降壓限流的作用6啟動(dòng)器是由電容和氖管兩大部分組成,其中氖管中充有氖氣,內(nèi)部有靜觸片和U形動(dòng)觸片通常動(dòng)、靜觸片不接觸,有一個(gè)小縫隙,則下列說(shuō)法中不正確的是()A當(dāng)電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極時(shí),氖氣放電并產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致U形動(dòng)觸片受熱膨脹B當(dāng)電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極后,啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片才接觸,使電路有電流通過(guò)C

10、電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極前,啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片就接觸著,電路就已經(jīng)有電流通過(guò)D當(dāng)電路通電后,兩個(gè)觸片冷卻,兩個(gè)觸片重新分離答案C解析依據(jù)日光燈的工作原理可知,電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩極之間,使氖氣放電而發(fā)出輝光輝光產(chǎn)生熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸展,跟靜觸片接觸把電路接通電路接通后,啟動(dòng)器的氖氣停止放電,U形動(dòng)觸片冷卻收縮,兩個(gè)觸片分開(kāi),電路自動(dòng)斷開(kāi)點(diǎn)評(píng)啟動(dòng)器利用氖管的輝光放電,U形動(dòng)觸片膨脹伸展與靜觸片接觸,自動(dòng)把電路接通,電路接通后,氖氣停止放電,U形動(dòng)觸片冷卻收縮,兩個(gè)觸片分開(kāi)電路斷開(kāi),電路斷開(kāi)時(shí)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時(shí)高電壓點(diǎn)亮日光燈【方法技巧練】斷電自感中燈泡亮度變化的分析技巧7(雙選)在圖3甲、乙電

11、路中,電阻R和電感線圈L的電阻都很小接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則()圖3A在電路甲中,斷開(kāi)S,A將漸漸變暗B在電路甲中,斷開(kāi)S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗C在電路乙中,斷開(kāi)S,A將漸漸變暗D在電路乙中,斷開(kāi)S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗答案AD解析甲圖中,燈泡A與電感線圈L在同一個(gè)支路中,流過(guò)的電流相同,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),線圈L中的自感電動(dòng)勢(shì)要維持原電流不變,所以,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間,燈泡A的電流不變,以后電流漸漸變小因此,燈泡漸漸變暗乙圖中,燈泡A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)電感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的變小,電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電

12、源給燈A供電,因此在這一短暫的時(shí)間內(nèi),反向流過(guò)A的電流是從IL開(kāi)始逐漸變小的,所以燈泡要先亮一下,然后漸漸變暗,故選項(xiàng)A、D正確方法總結(jié)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙原電流的減小,此時(shí)電感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電源,表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向一致;二是在斷電瞬間,自感電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等,以后電流開(kāi)始緩慢減小到零,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后,燈泡是否瞬間變得更亮,取決于當(dāng)初兩支路中電流大小的關(guān)系8如圖4所示的電路中,S閉合且穩(wěn)定后流過(guò)電感線圈的電流2 A,流過(guò)燈泡的電流是1 A,將S突然斷開(kāi),S斷開(kāi)前后,能正確反映流過(guò)燈泡的電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是()圖4答案D解析開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前,通過(guò)燈泡D的電流是穩(wěn)定的,其值為1 A開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,燈泡支路的電流立即減為零,但是自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使線圈中的電流從原來(lái)的2 A逐漸減小,方向不變,且同燈泡D構(gòu)成回路,通過(guò)燈泡D的電流和線圈L中的電

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