第2节 自感
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.了解自感现象及其产生的原因，会分析自感现象．(难点)
2．理解自感电动势在自感现象中的作用．(重点)
3．知道自感系数由哪些因素决定，知道它的单位．
4．理解在自感现象中能量形式的转化情况．
自 感 现 象 自 感 电 动 势
[先填空]
1．自感现象：由导体自身电流变化，所产生的电磁感应现象．
2．自感电动势
定义
由导体自身电流变化所产生的感应电动势
方向
原电流增大时，与原电流相反，原电流减小时，与原电流相同
作用
阻碍自身电流发生变化
大小
E＝L，与电流变化率成正比
[再判断]
1．自感现象属于电磁感应现象．(√)
2．当线圈中有电流时，线圈中就有自感电动势．(×)
3．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反．(×)
[后思考]
大城市的无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现．试说明产生电火花的原因是什么？
【提示】 电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙产生电火花．
[合作探讨]
如图2－2－1所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡，①S闭合时，发现A1比A2亮得晚；②S断开时，两灯泡都亮一会再熄灭．
图2－2－1
探讨1：为什么会出现上述①中的现象？
【提示】 开关闭合时，电流从0开始增加，线圈L中的磁通量发生变化形成感应电流，阻碍线圈中电流的增加，推迟了电流达到正常值的时间，故A1比A2亮得晚．
探讨2：S断开时为什么出现②中的现象？
【提示】 S断开时，电流开始减小，线圈中磁通量也发生变化，同样推迟电流的减小时间，此时L相当于电源，回路中的A1、A2都亮一会再熄灭．
探讨3：①②两种现象中，流过A1、A2的电流方向一样吗？
【提示】 A1中电流方向不变，A2中电流方向相反．
[核心点击]
在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况．
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大，
灯泡逐渐变亮
电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定
断电时
电流逐渐减小
灯泡逐渐变暗
电流方向不变
电路中稳态电流为I1、I2
①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗
②若I2>I1，灯炮闪亮后逐渐变暗
两种情况灯泡电流方向均改变
1．(多选)如图2－2－2所示，灯LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略．则( )
图2－2－2
A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA熄灭，LB更亮
B．S闭合的瞬间，LA不亮，LB立即亮
C．S闭合的瞬间，LA、LB都不立即亮
D．稳定后断开S的瞬间，LB立即熄灭，LA先亮一下再熄灭
【解析】 S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增大．所以，S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过LA，故LA、LB会同时亮．又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，对LA起到“短路”作用，因此，LA便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知LB会比以前更亮．故选项A正确．断开S的瞬间，线圈L产生自感电动势，在L、LA回路中产生自感电流，所以LA先亮一下再熄灭；LB在S断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以LB熄灭．
【答案】 AD
2．(多选)如图2－2－3所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
甲 乙
图2－2－3
A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
【解析】 甲图中，灯泡A与线圈L在同一支路，通过它们的电流相同，IA＝IL；断开开关S时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由IL逐渐减小，灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗，故A正确，B错误．乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流IL>IA(因L的电阻很小)；断开开关S时，由于L的自感作用，回路中的自感电流在IL的基础上减小，电流反向通过灯泡A的瞬间，灯泡A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡A闪亮一下，然后逐渐变暗，故C错误，D正确．
【答案】 AD
自感电动势的作用
在通电自感现象中，线圈L相当于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现象中，线圈L相当于电动势逐渐减小的“电源”．在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时回路，二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小．
自 感 系 数
[先填空]
自感系数
物理意义
表征产生自感电动势本领的大小
大小决定因素
线圈形状、横截面积、长短、匝数、铁芯等
单位
亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH)
[再判断]
1．线圈的自感系数大，其电阻一定大．(×)
2．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变．(√)
3．产生的自感电动势较大，说明自感系数较大．(×)
[后思考]
照明用电灯泡内有螺旋状灯丝，且用的是交流电，开灯、关灯时，你发现自感现象了吗？请给予解释．
【提示】 照明用交流电，开、关灯时灯丝内电流会发生变化，会有自感现象发生，只是由于灯丝的自感系数太小，自感现象不明显，使我们并没有发现．
[合作探讨]
探讨1：线圈中电流变化越快，自感系数如何变化？
【提示】 不变
探讨2：把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数如何变化？
【提示】 减小
[核心点击]
自感系数L
线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否通电及电流的大小无关．具体地说，是由线圈截面的粗细、线圈的长短、匝数的密集程度(即单位长度的匝数)以及线圈内部是否存在铁芯等因素共同决定的．且线圈越长、匝数越多、越密、横截面积越大，以及有铁芯时，线圈的自感系数就越大．
3．(多选)通过一个线圈的电流在均匀增大时，这个线圈的( ).
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量也将均匀增大
D．自感系数和自感电动势不变
【解析】 线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故C项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势EL＝L，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，D项正确．
【答案】 CD
4．下列单位关系不正确的是( )
A．1亨＝1欧·秒 B．1亨＝1伏·安/秒
C．1伏＝1韦/秒 D．1伏＝1亨·安/秒
【解析】 由E＝L知，L＝，故1亨＝1伏·秒/安，或1伏＝1亨·安/秒，选项B错误，D正确；又1伏＝1安·欧，故A正确；由E＝n知，选项C也正确．
【答案】 B
线圈自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定．
课件27张PPT。学业分层测评知识点一知识点二
第2节 自感自 感 现 象 自 感 电 动 势自身电流 自身电流 相反 相同 发生变化 电流变化率 √ × × 自 感 系 数自感电动势 横截面积 长短 毫亨(mH)、微亨(μH) × √ ×
