高中物理互感和自感學案含習題

互感和自感學案

②實驗2中，如果以很快的頻率反覆打開、閉合開關，會出現什麼現象呢？

③實驗1中開關斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了 ，燈還閃亮一下。這些能量是哪裏來的呢？是憑空產生了能量嗎？

練習：實驗中，當電鍵閉合後，通過燈泡1的電流隨時間變化的圖像為 圖；通過燈泡2的電流隨時間變化的圖像為 圖。

答案：C；A

自感係數

問：感應電動勢的大小跟什麼因素有關？

自感電動勢的大 小跟其它感應電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關。而在自感現象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導 體中電流變化的快 慢有關。

　閲讀教材

理論分析表明：

E= 。

L稱為線圈的自感係數，簡稱自感或 。自感表示線圈產生 本領大小的物理量。L的`大小跟線圈的形狀、長短、匝數、有無鐵芯有關。

單位：亨利(H)

1H= H= μH

自感現象的應用——日光燈的原理

日光燈就是利用自感現象的例子。燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內充有微量的氬和稀薄的天然汞蒸汽，燈管內壁塗有熒光物質。當燈管內的氣體被擊穿而導電時，燈管兩端的燈絲就會釋放出大量的電子，這些電子與汞原子碰撞而放出紫外線，塗在燈管內的熒光物質在紫外線的照射下發出可見光，根據不同的需要充以不同的氣體，並在管的內壁上塗上不同的熒光物質，就可製造出不同顏色的日光燈了。

鎮流器就是一個自感係數很 大的線圈，在日光燈點燃時，利用自感現象，產生瞬時高壓，在日光燈正常發光時，利用自感現象起降壓限流的作用。

磁場中的能量

開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當於電源，把磁場中的能量轉化成 。

　　【課堂練習】

　例1、關於自感現象，正確的説法是：

A、感應電流一定和原電流方向相反；

B、線圈中產生的自感電動勢較大的其自感係數一定較大；

C、對於同一線圈，當電流變化越大時，線圈中產生的自感電動勢也越大；

D、自感電動總是阻礙原來電流變化的。

　　解：D。

　例2、如圖所示，兩個電阻的阻值都是R，多匝線圈的電阻和電源內阻均可忽略不計。電鍵S原來斷開，此時電路中的電流為I0=ε/2R。現將S閉合，於是線圈產生自感電動勢，此自感電動勢的作用是：

A、使電路的電流減小，最後由I0將小到0；

B、有阻礙電流增大的作用，最後電流小於I0；

C、有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變；

D、 有阻礙電流增大的作用，但電流還是增 大，最後等於I0。

　　解：D。

　説明：要深刻理解“阻礙”的意思。阻礙並不等於“阻止”。當原電流增大時，自感電動勢要阻礙電流的增大，但電流最後還是要增大的，只不過增大得慢些(如通電自感實驗中所見)；當原電流減小時，自感電動勢要阻礙電流的減小，但電流最後還是要減小的，只不過減小得慢些(如斷電自感實驗中所見)。自感電動勢的作用只不過是起一個“延時”作用。

例3、如圖所示的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那麼在接通和斷開電鍵的瞬間，兩電流表的讀數I1、I2的大小關係是：

A、接通時I1I2； B、接通時I1<I2，斷開時I1=I2；

C、接通時I1>I2，斷開時I1<I 2； D、接通時I1=I2，斷開時I1<I2。

　解：B。