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第6课时互感和自感,研究选考把握考情,知识点一互感现象,基 础 梳 理,1.定义：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的_会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。 2.作用：利用互感现象可以把_由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线。 3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作。,磁场,能量,1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕同一铁芯上的两个线圈之间，而且还可以发生在任何相互靠近的电路之间。 2.互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路。下一章将要学习的变压器就是利用互感现象制成的。 3.在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感。,要 点 精 讲,图1 A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动 C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动,【例1】 如图1所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(),解析MN棒中有感应电流，受安培力作用而向右运动，由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N，此电流在L1中产生的磁场的方向是向上的。若PQ棒向右运动，由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的。由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同，由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，即L2中的磁场是减弱的，故PQ棒做的是向右的减速运动，选项C是可能的；若PQ棒向左运动，则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的，与L1产生的磁场方向是相反的，由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是增加的，即L2中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的加速运动，选项B是可能的。 答案BC,名师点睛本题是应用楞次定律判断问题的一般步骤的逆向应用。即已知感应电流的方向或者感应电流的效果，来判断原磁场的方向或原磁场如何变化。通过判断步骤的逆向应用，可更深刻地理解、更熟练地掌握楞次定律。另外还要通过此题来体会逆向分析的思路和方法。,解析互相垂直的线圈由于产生的磁场互相垂直，因而影响较小，D正确。 答案D,【跟踪训练】 在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(),知识点二自感现象,1.定义：当一个线圈中的电流自身发生变化时，它产生的_(填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象。,基 础 梳 理,3.自感系数的决定因素：与线圈的大小、形状、_，以及是否有_等因素有关，与E、I、t等无关。,变化,亨利,H,10-3,10-6,匝数,铁芯,要 点 精 讲,要点1对自感现象的理解 (1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律。 (2)对自感电动势的理解 产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。 自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即增反减同)。,自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。 (3)对电感线圈阻碍作用的理解 若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变。 若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。,【例2】 如图2所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则(),图2 A.I1I2I0 B.I1I0I2 C.I1I2I0 D.I1I0I2,解析当滑动片从A端迅速滑向B端时，总电阻减小，总电流变大，L产生自感电动势阻碍其增大，故I1比P稳定在C点的电流I0小；当P从B端迅速滑向A端时，总电流减小，L自感电动势阻碍其减小，自感电流方向与原电流方向相同，故I2大于P稳定在C点时的电流I0。 答案D,名师点睛自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循法拉第电磁感应定律。分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。,要点2对两类自感现象的理解,【例3】 如图3所示，电源的电动势为E，内阻r忽略不计。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。以下说法正确的是(),A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，并亮度保持稳定 B.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，并亮度保持稳定 C.开关断开后瞬间，A灯闪亮一下再熄灭 D.开关断开后瞬间，电流自右向左通过A灯,图3,解析开关闭合，A灯立刻亮，因为电源没有内阻，所以A灯两端的电压保持不变，灯泡亮度稳定，故A正确；因为L是一个自感系数相当大的线圈，所以开关闭合时B灯不亮，然后逐渐变亮，最后亮度稳定，故B错误；两个灯泡电阻一样，若L也没有电阻，则断开前后A灯的电流相同，不会闪亮；若L有电阻，则通过B灯的电流小于A灯的电流，所以A灯也不会闪亮一下，故C错误；开关断开后瞬间，L产生感应电流，在回路中通过A灯的电流方向为从右向左，故D正确。 答案AD,名师点睛分析通电自感需抓住三点：(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路；(2)电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用；(3)电流稳定时自感线圈相当于导体。,【例4】 在如图4所示的电路中，LA、LB为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，在S闭合状态下，LA、LB都能正常发光。现突然断开S，则(),图4 A.LA、LB会突然亮一下再熄灭 B.LA会突然亮一下再熄灭，LB突然熄灭 C.LA、LB同时变暗到熄灭 D.LB先熄灭，LA后熄灭,解析在S接通状态下，LA、LB都能正常发光，则两支路的电流相等，都为I；当开关S断开时，由LA、LB及线圈组成闭合回路，电流由I减小，所以LA、LB中电流不会比原来大，因此LA、LB一定不会突然亮一下，而是同时变暗到熄灭，选项C正确，A、B、D错误。 答案C,规律总结分析断电自感中灯泡出现闪亮的方法 如图5所示的电路，电路达到稳定状态后，设通过线圈L和灯LA的电流分别为I1和I2，当开关S断开时，电流I2立即消失，但是线圈L和灯LA组成了闭合回路，由于L的自感作用，I1不会立即消失，而是在与灯泡组成的回路中，逐渐减弱并维持短暂的时间。,图5 (1)若开始I1I2，则灯LA会闪亮一下(I1、I2差别越大闪亮越明显，但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻RLRLA时，会出现LA灯闪亮的情况。 (2)若RLRLA，I1I2，则不会出现LA灯闪亮一下的情况，但灯泡会逐渐熄灭。,1.下列关于互感现象的说法正确的是() A.一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象 B.互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律 C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线” D.互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作 解析互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。 答案ABC,2.如图6所示是一种延时开关。当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则(),图6 A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C.如果断开B线圈的S2，无延时作用 D.如果断开B线圈的S2，延时将变长,解析根据题中所提供的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通。这时虽然B线圈的S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生。当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确；如果此时断开B线圈的S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确。 答案BC,3.关于自感现象，正确的说法是() A.自感电动势一定和原来的电流方向相反 B.对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C.对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D.对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大 解析当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时，自感电动势的方向与原来的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误，选项D正确；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化快慢无关，故选项C错误。 答案D,4.在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是(),解析闭合S时，二极管处于反向截止状态，不影响电路正常工作。断开S时，由于自感现象，线圈跟二极管D组成闭合回路，此时二极管处于正向导通，可以避免电弧的产生，故选项D正确。 答案D,5.如图7所示为测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L的两端并联一个电压表，用来测量自感线圈的直流电压。在测量完毕后，将电路拆解时应(),A.先断开S1 B.先断开S2 C.先拆除电流表 D.先拆除电压表 解析若先断开S1，线圈与电压表组成闭合电路，这时，流过电压表的电流与原来方向相反，电压表的指针将反向转动，容易损坏电压表。按操作要求，应先断开S2，再断开S1，然后拆除器材，故选项B正确。 答案 B,图7,
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