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第四章第六节互感和自感


第七节:自感现象及其应用

实验一:
1、先合上开关S,调节变阻器 R的电阻,使同样规格的两个 灯泡A1和A2的明亮程度相同。 2、再调节变阻器R1使两个灯 泡都正常发光。 3、然后断开开关S。

L R

A1 A2

S

R1

观察:重新接通

电路时,两个灯泡亮度变化情况。 问题:为什么会发生这样的情况?

试验演示

反馈训练
1、实验一中,当电键闭合后, 通过灯泡A1的电流随时间变化 的图像为 C 图;通过灯泡A2的 电流随时间变化的图像为 A 图。
I I I

L
R

A1
A2

S
I

R1

t

t

t

t

A

B

C

D

实验二:
1、把灯泡A和带铁芯 的线圈L并联在 直流电路中。

A
L S

2、接通电路,待灯泡正常发光,断 开电路。

观察:电路断开瞬间,小灯泡亮度变化情况。

试验演示

反馈训练

A

L 2、在实验二中,若线圈L的电阻RL与灯泡 A的电阻RA相等,则电键 断开前后通过线 S 圈的电流随时间的变化图像为 A 图,通 C 过灯泡的电流随时间的变化图像为 图; 若RL远小于RA,则电键 断开前后通过线圈的电流随时 间的变化图像为 B 图,通过灯泡的电流图像为 D 图。
I I I I

t

t

t

t

A

B

C

D

五 自 感
一、自感:由于导体本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象叫自感现象。 在自感中产生的电动势,叫自感电动势。 通电时自感电动势与电流反向;断电时与 电流同向,使通过线圈的电流不发生突变,而 是逐渐变化。

二、自感电动势:
1、方向:自感电动势的方向总是阻碍导 体中原来电流的变化。

二、自感电动势:
1、方向:自感电动势的方向总是阻碍导体中原 来电流的变化。
自感电动势的大小跟电流强度的变化率 2、大小: 成正比。 △I 即:E自 = L △t

三、自感系数:由线圈本身的特性决定,线
圈的横截面积越大、线圈越长、匝数越多,自感系 数越大。另外,有铁芯线圈的自感系数,比没有铁 芯时要大得多。自感系数简称自感或电感。 单位:亨利(H) 1mH=10-3 H 1μH=10 -6H

反馈训练
L 3、演示自感的实验电路图如右图所示, L是电感线圈,A1、A2是规格相同的 灯泡,R的阻值与L的直流电阻值相同。 当开关由断开到合上时,观察到的自 A1 感现象是 比 A2 先亮,最后达到 同样亮。 R A1 A2

S

R1

4、上图中,电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很 大,但L的直流电阻值很小,A1、A2是两个规格相同 A 的灯泡。则当电键S闭合瞬间, 2 比 A1 先亮,最后 A1 比 A2 亮 。

反馈训练
5、如图所示的电路中,D1和D2是 两个相同的小灯泡,L是一个自感 系数相当大的线圈,其阻值与R相 同。在电键接通和断开时,灯泡 D1和D2亮暗的顺序是 A. 接通时D1先达最亮,断开时D1后灭 B. 接通时D2先达最亮,断开时D2后灭 L

D1

D2

R S

C. 接通时D1先达最亮,断开时D2后灭
D. 接通时D2先达最亮,断开时D1后灭

反馈训练
6、如图所示,L为自感系数较大的线 圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当 断开电键的瞬间会有 A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭 L A

C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭

试验演示

日光灯的构造

五、自感现象的应用: 镇流器

{工作时降压限流

点燃时产生瞬时高压

家用日光灯电路如图示,S为启动器,A为灯管,L 为镇流器,关于日光灯的工作原理,下列说法正确 BC 的是: ( ) A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电 B. 在日光灯的启动阶段,镇流器能提供一个瞬时高 压,使灯管开始工作 C.日光灯正常发光时,启动器的两个触片是分离的 D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直 接辐射的 ~ 220V L
A
S

例1、 如图示电路,合上S时,发现电流表A1向 右偏,则当断开S的瞬间,电流表A1 、 A2指针的 偏转情况是: ( ) A S R1 A. A1向左,A2向右
B. A1向右,A2向左
R2

C. A1 、A2都向右
D. A1 、A2都向左
L

A1 A2

解:合上S后稳定时,R2和L中电流方向向右 断开S的瞬间, L中电流不能突变,仍然向右, 通过闭合回路中的电流为逆时针方向, A1中电流方向与原来相反。 所以 A1向左,A2向右

例2. 如图所示,多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽 略不计,两个电阻的阻值都是R,电键S原来打开, 电流为I0,今合上电键将一电阻短路,于是线圈有自 感电动势产生,这电动势( D ) A. 有阻碍电流的作用,最后电流由I0 减少到零 B. 有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0 C. 有阻碍电流增大的作用,因而电流I0保持不变 D. 有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大 到2 I0
L

提示:线圈中的电流不能突变

I0
R

S R

小结
一、自感:由于导体本身的电流发生变化而产生的电 磁感应现象叫自感现象。 二、自感电动势: 1、方向:自感电动势的方向总是阻碍导体中原来电 流的变化。 2、大小:自感电动势的大小跟电流强度的变化率成 正比。 式中L为自感系数, △I 即:E自 = L △t 又称自感或电感。 注意:分析自感现象,关键是分清线圈中电流的变 化,确定自感电动势的方向及怎样阻碍线圈中电流的 变化,从而在与线圈相联接的元件上产生怎样的效应。


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