高考物理選修3-2粵教版1.6 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案

1、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)生的電動勢叫做自感電動勢2自感電動勢的大小跟穿過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，有鐵芯時的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多3日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動器、導(dǎo)線和開關(guān)組成燈管中氣體在導(dǎo)電時主要發(fā)出紫外線，熒光粉受到紫外線的照射發(fā)出可見光，啟動器的作用為自動開關(guān)鎮(zhèn)流器在啟動器動靜觸片斷開后，提供瞬時高壓點燃燈管，之后起到降壓限流的作用4(雙選)通過一個線圈的電流在均勻增大時，則這個線圈的(

2、)A自感系數(shù)也將均勻增大B自感電動勢也將均勻增大C磁通量也將均勻增大D自感系數(shù)和自感電動勢不變答案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項正確；而自感系數(shù)由線圈本身決定，與電流大小無關(guān)；自感電動勢ELL，與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān)，對于給定的線圈，L一定，已知電流均勻增大，說明電流變化率恒定，故自感電動勢不變，D項正確5關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法，錯誤的是()A自感電動勢越大，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，單位長度上的匝數(shù)越多，橫截面積越大，它的

3、自感系數(shù)就越大另外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多6如下圖所示，S為啟動器，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)有瞬時高壓，這兩個條件缺一不可當(dāng)動、靜觸片分離后，選項B中燈管和電源斷開，選項B錯誤；選項C中鎮(zhèn)流器與燈管斷開，無法將瞬時高壓加在燈管兩端，選項C錯誤選項D中燈絲左、右端分別被短接，無法預(yù)熱放出電子，不能使燈管中氣體導(dǎo)電，選項D錯誤只有選項A是正確的【概念規(guī)律練】知識點一對自感現(xiàn)象的理解1關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是()A感應(yīng)電流一定和原來的電流方向相反B對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時，線

4、圈產(chǎn)生的自感電動勢也越大C對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈的自感系數(shù)也越大D對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢也越大答案D解析當(dāng)電流增加時，自感電動勢的方向與原來的電流反向，當(dāng)電流減小時與原來的電流同向，故選項A錯誤；自感電動勢的大小，與電流變化快慢有關(guān)，與電流變化大小無關(guān)，故選項B錯誤；自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素，與電流變化情況無關(guān)故選項C錯誤；結(jié)合選項B的錯誤原因可知，選項D正確點評自感的實質(zhì)仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流的強弱決定其周圍磁場的強弱，當(dāng)電流變化時引起電流周圍的磁場發(fā)生變化，就會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢2關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動勢下列說法中正確的是()A線

5、圈中電流變化越大，線圈自感系數(shù)越大B對于某一線圈，自感電動勢正比于電流的變化量C一個線圈的電流均勻增大，這個線圈自感系數(shù)、自感電動勢都不變D自感電動勢總與原電流方向相反答案C知識點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是電阻不計的電感線圈，下列說法中正確的是()圖1A當(dāng)開關(guān)S閉合時，A燈先亮，B燈后亮B當(dāng)開關(guān)S閉合時，B燈先亮，A燈后亮C當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后B燈更亮，A燈熄滅D當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后亮度不變答案C解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路中電流增加，由于線圈的自感作用，其中產(chǎn)生一自感電動勢阻礙電流的增加，此時A、B二燈相當(dāng)于串聯(lián)，同時亮；

6、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評開關(guān)閉合時，線圈自感電動勢與電源電動勢方向相反，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)合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光則下列說法中正確的是()圖2A當(dāng)斷開S時，燈A立即熄滅B當(dāng)斷開S時，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S時，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S時，燈A突然閃亮后熄滅答案BC解析在S斷開的瞬間，L與A構(gòu)成閉合回路，燈A不會立即熄滅問題是“小燈泡在熄滅之前是否更亮一下”這

7、一點如何確定根據(jù)PI2R可知，燈A能否閃亮，取決于S斷開的瞬間，流過A的電流是否更大一些在斷開S的瞬間，燈A中原來的電流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不會立即消失，它還要通過回路維持短暫的時間如果IL>IA，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RA>RL，則IA<IL，燈將閃亮一下；若RARL，則IAIL，燈將逐漸熄滅點評開關(guān)斷開時，原電源不提供電流，若線圈形成回路，則自感電動勢會通過回路形成電流，因此斷電時線圈起到瞬間電源的作用知識點三日光

8、燈5(雙選)在日光燈電路中接有啟動器、鎮(zhèn)流器和日光燈管，下列說法中正確的是()A鎮(zhèn)流器在點燃燈管時產(chǎn)生瞬時高壓、點燃后起降壓限流作用B日光燈點燃后，鎮(zhèn)流器、啟動器都不能起作用C日光燈點燃后，啟動器不再起作用，可以將啟動器去掉D日光燈點燃后，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)流器在日光燈點燃時產(chǎn)生一個瞬時高壓，點燃后起到降壓限流作用，故A對；點燃后，鎮(zhèn)流器仍有用，降壓限流，而啟動器就不起作用了，可以將啟動器去掉，故B不對，C對；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，若使鎮(zhèn)流器

9、短路日光燈就不能正常工作了，故D不對點評日光燈管在點燃和正常發(fā)光時的工作狀態(tài)：日光燈管在點燃時需要500 V700 V的瞬時高壓，這個高壓是由鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的自感電動勢與電源電壓疊加后產(chǎn)生的當(dāng)燈管點燃后，它的電阻變得很小，只允許通過較小的電流，需要加在它兩端的電壓變小，鎮(zhèn)流器這時又起到給燈管降壓限流的作用6啟動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形動觸片通常動、靜觸片不接觸，有一個小縫隙，則下列說法中不正確的是()A當(dāng)電源的電壓加在啟動器兩極時，氖氣放電并產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致U形動觸片受熱膨脹B當(dāng)電源的電壓加在啟動器兩極后，啟動器的兩個觸片才接觸，使電路有電流通過C電源的電

10、壓加在啟動器兩極前，啟動器的兩個觸片就接觸著，電路就已經(jīng)有電流通過D當(dāng)電路通電后，兩個觸片冷卻，兩個觸片重新分離答案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形動觸片膨脹伸展，跟靜觸片接觸把電路接通電路接通后，啟動器的氖氣停止放電，U形動觸片冷卻收縮，兩個觸片分開，電路自動斷開點評啟動器利用氖管的輝光放電，U形動觸片膨脹伸展與靜觸片接觸，自動把電路接通，電路接通后，氖氣停止放電，U形動觸片冷卻收縮，兩個觸片分開電路斷開，電路斷開時鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時高電壓點亮日光燈【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、乙電路中，電

11、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S，A將漸漸變暗B在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗D在電路乙中，斷開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在同一個支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)S時，線圈L中的自感電動勢要維持原電流不變，所以，開關(guān)斷開的瞬間，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(因為電感線圈的電阻很小)，斷開開關(guān)S時電感線圈的自感電動勢要阻礙電流的變小，電感線圈相當(dāng)于一個電源給燈A

12、供電，因此在這一短暫的時間內(nèi)，反向流過A的電流是從IL開始逐漸變小的，所以燈泡要先亮一下，然后漸漸變暗，故選項A、D正確方法總結(jié)在開關(guān)斷開時，電感線圈的自感電動勢要阻礙原電流的減小，此時電感線圈在電路中相當(dāng)于一個電源，表現(xiàn)為兩個方面：一是自感電動勢所對應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動勢所對應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后電流開始緩慢減小到零，斷開開關(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)定后流過電感線圈的電流2 A，流過燈泡的電流是1 A，將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流I隨時間t變化關(guān)系的圖象是()圖4答案D解析開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A開關(guān)S斷開瞬間，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)象會產(chǎn)生與線圈