2022年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2

2022年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2在求解有关自感现象的问题时，必须弄清自感线圈的工作原理和特点，这样才能把握好切入点和分析顺序，从而得到正确答案1自感现象的原理当通过导体线圈中的电流变化时，其产生的磁场也随之发生变化由法拉第电磁感应定律可知，导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势2自感现象的特点(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化，但不能阻止(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关电流变化越快，自感电动势越大(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会给其他电路元件的电流产生影响电流增大时，产生与原电流反向的电动势，阻碍电流增大，此时线圈相当于一个阻值很大的电阻；电流减小时，产生与原电流同向的电动势，阻碍电流减小，此时线圈相当于电源3通电自感与断电自感自感现象中主要有两种情况：即通电自感与断电自感在分析过程中，要注意：(1)通过自感线圈的电流不能发生突变，即通电过程中，电流逐渐变大，断电过程中，电流逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路；(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭对点例题如图1所示电路，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，设实验过程中灯泡均没有损坏，则 ()图1AS闭合瞬间，LA不亮，LB很亮；S断开瞬间，LA、LB立即熄灭BS闭合瞬间，LA很亮，LB逐渐亮；S断开瞬间，LA逐渐熄灭，LB立即熄灭CS闭合瞬间，LA、LB同时亮，然后LA熄灭，LB亮度不变；S断开瞬间，LA亮一下才熄灭，LB立即熄灭DS闭合瞬间，LA、LB同时亮，然后LA逐渐变暗到熄灭，LB变得更亮；S断开瞬间，LA亮一下才熄灭，LB立即熄灭解题指导S闭合瞬间，由于电感线圈L的自感系数足够大，其对电流的阻碍作用相当于一个阻值无穷大的电阻，所以LA、LB同时亮，然后，电感线圈L的阻碍作用逐渐消失，其相当于一段导线，LA被短路，所以LA逐渐变暗到熄灭，电路总电阻减小，电流增大，所以LB变得更亮；S断开瞬间，流过灯LB的电流突然消失，所以LB立即熄灭，但由于流过线圈的电流突然减小，线圈中会产生自感电动势，并与LA组成闭合回路，有电流流过LA，所以LA亮，但很快又熄灭，选项D正确答案D1. 如图2所示的电路中，P、Q为两个相同的灯泡，自感线圈L的电阻不计，则下列说法正确的是()图2AS断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭BS接通瞬间，P、Q同时达到正常发光CS断开瞬间，通过P的电流从右向左DS断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反答案C解析S接通瞬间，L中电流从0开始增大，于是产生自感电动势，阻碍电流的增大因此Q不会立即正常发光，较P要晚些，所以B项错误S断开瞬间，因L的自感作用，通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0，通过P的电流方向从右向左，通过Q的电流方向与原来相同，因此，P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭，故C项正确，A、D项错误2在如图3所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当闭合开关S后灯A正常发光则下列说法中正确的是()图3A当断开S时，灯A立即熄灭B当断开S时，灯A可能突然闪亮然后熄灭C用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭D用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮然后熄灭答案BC解析在S断开的瞬间，L与A构成闭合回路，灯A不会立即熄灭关键是“小灯泡在熄灭之前是否闪亮一下”这一点如何确定根据PI2R可知，灯A能否闪亮，取决于S断开的瞬间，流过A的电流是否更大一些在断开S的瞬间，灯A中原来的电流IA立即消失，但灯A和线圈L组成的闭合回路，由于线圈L的自感作用，其中的电流IL不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间如果ILIA，则灯A熄灭之前要闪亮一下；如果ILIA，则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下至于IL和IA的大小关系，由RA和RL的大小关系决定：若RARL，则IAIL，灯A将闪亮一下；若RARL，则IAIL，灯A将逐渐熄灭