20xx粤教版高中物理选修3-216自感现象及其应用

20xx粤教版高中物理选修3-216自感现象及其应用内容摘要：

L 是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与 R 相同．在开关 S 接通和断开时，灯泡 A1和 A2亮暗的顺序是 ( ) ． A ．接通时 A1先达最亮，断开时 A1后灭 B ．接通时 A2先达最亮，断开时 A1后灭 C ．接通时 A1先达最亮，断开时 A1先灭 D ．接通时 A2先达最亮，断开时 A2先灭 自感现象中灯泡亮度变化 图 162 思路点拨 自感现象的分析思路 ( 1) 明确通过自感线圈的电流怎样变化 ( 是增大还是减小 ) ． ( 2) 判断自感电动势方向，电流增强时 ( 如通电 ) ，自感电动势方向与原电流方向相反；电流减小时 ( 如断电 ) ，自感电动势与原电流方向相同． ( 3) 分析电流变化情况，电流增强时 ( 如通电 ) ，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时 ( 如断电 ) ，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小． 解析 当开关 S 接通时， A1和 A2同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势阻碍电流的增大，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始时电流几乎全部从 A1通过，而该电流又将同时分路通过 A2和 R ，所以 A1先达最亮，经过一段时间电路稳定后， A1和 A2达到一样亮；当开关 S 断开时，电源电 流立即为零，因此 A2立即熄灭，而对 A1，由于通过线圈的电流突然减小，线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，使线圈 L 和 A1组成的闭合电路中有感应电流，所以 A1后灭． 答案 A 借题发挥 在电路断开时，自感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时自感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后在此电流基础上开始缓慢减小到零． 关于自感的本质，可以理解为自感的结果使线圈中电流的变化延缓． 【变式 2 】 ( 单选 ) 如 图 1 6 3 所示， L 为一纯 电感线圈 ( 即电阻为零 ) ． A 是一灯泡，下列说 法正确的是 ( ) ． A ．开关 S 接通瞬间，无电流通过灯泡 B ．开关 S 接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C ．开关 S 断开瞬间，无电流通过灯泡 D ．开关 S 接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从 a 到 b 的电流，而在开关 S 断开瞬间，灯泡中有从 b 到 a 的电流 图 163 解析 开关 S 接通瞬间，灯泡中的电流从 a 到 b ，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加．开关 S 接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯 泡短路，灯泡中无电流通过．开关 S 断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流从灯泡中形成回路，故灯泡中有从 b 到 a 的瞬间电流． 答案 B 【典例 3 】 如图所示， S 为启动器， L 为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是 ( ) ． 日光灯的工作原理 解析 根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可．当动、静触片分离后，选项 B 中灯管和电源断开，选项 B错误；选项 C 中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压 加在灯管两端，选项 C 错误；选项 D 中灯丝左、右端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项 D 错误． 答案 A 借题发挥 ( 1) 灯管的工作原理：高压起动，引发灯管中的气体放电，导通发光． ( 2) 启动器工作原理：电压加在启动器两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使 U 形动触片。