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自感典型例题归纳

经典古诗词|诗歌大全来源: http://shicimingju.cn/shige/ 2020-11-06 02:26名人诗词 307 ℃

杂诗十二首-公输


自感典题归纳
山东省郓城第一中学 佀富强
电磁感应这一章,除法拉第电磁感 应定律的应用和楞次定律以外,自感现象以及感应电流(或感应电
动势)的图象问题也是本章高考命题的 热点。尽管有关自感的题目在近几年高考中出现的不很多,但由于
自感现象的实用性,估计今后考察的可 能性较大,学习时应引起重视。下面对自感现象所涉及的几种题型
做如下阐释:
题型1:通电自感现象

考例:如图所示电路中,
A
1
A
2
是两只相同的电流表,电感线圈
L
的直流电阻与电阻
R阻值相等,下
面判断正确的是( )
A.开关S接通的瞬间,电流表
A
1
的读数大于
A
2
的读数
B.开关S接通的瞬间,电流表
A
1
的读数小于
A
2
的读数
C.开关S接通电路稳定后,电流表
A
1
的读数大于
A
2
的读数
D.开关S接通电路稳定后,电流表
A
1
数等于
A
2
的读数
思路分析:电路中电流发生变化时,线圈中因自感而使电流不能突变,
电阻中无自感发生 电流突变。据此来分析电路中电流的变化。
接通开关时,两电路中的电流应该相等。但由于自感 现象的存在,流
过线圈中的电流由零变大的过程,线圈中产生的自感电流与原电流反向,阻碍增大,所以 开始时几乎全部
的电流都由R通过,因此B正确;当开关S接通电路稳定后,由于两支路并联并且电阻相 等,由闭合电路
欧姆定律知,两支路电流相等,线圈中的电流就不再变化,因此线圈中就不再产生自感电 流,所以两电流
的示数相等。
[答案]B、D
思维亮点:要正确解答 此题,必须熟练掌握自感线圈的特点,并且知道L的自感电流在闭合开关S
的瞬间与原电流反向。

变式:如图所示,
L
是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,< br>D
1

D
2
是两个相同的灯泡,若将
电键S闭合,等 灯泡亮度稳定后,再断开电键
S
,则( )
A.电键S闭合瞬间,灯泡
D
1

D
2
同时亮,然后
D
1
会 变暗直到不亮,
D
2
更亮
B.电键S闭合瞬间,灯泡
D1
很亮,
D
2
逐渐变亮,最后一样亮
C.电键S闭合瞬间,灯泡
D
1
不亮,
D
2
立即亮
D.电键S闭合瞬间,灯泡
D
1

D
2
都不立即亮
[答案]A
题型2:断电自感现象
对线圈而言,通电瞬间相当于一个极大电阻,断电瞬间相当于一个电
源,电流稳定时就是一个直流电阻。 掌握了这些规律,一般的自感现象题目
便可解决。

考例:如图所示实验中,带 铁芯的、电阻较小的线圈L与A灯并联,当闭合开关
S后,灯A正常发光,试判断下列说法中正确的是( )
A.当开关S断开瞬间,灯A立即熄灭
B.当开关S断开瞬间,灯A突然闪亮一下再熄灭
C.若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A立即熄灭
D.若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭
思路分析 :此题是自感现象中的定性分析问题。几个选项中都是有关灯A的亮灭,因此应重点抓住
流过灯A的电流 变化情况。
线圈具有阻碍自身电流变化的特点:当自身电流增大时,线圈产生自感电动势与原电 流方向相反,
阻碍原电流的增大;当线圈自身电流减小时,线圈能产生自感电动势与原电流方向相同,阻 碍原电流减小。
本题中当断开开关S时,L中原有电流减小,由于自感作用,产生了与原电流方向相同的 自感电流,从左
向右流经灯A,故灯不会立即熄灭,选项A错。灯A正常发光时流过的电流要比流过线圈 L的电流小,在
断开S时,线圈L中尽管有自感电动势产生但它阻止不了电流的减小,只是电流减小的过 程缓慢一些,时
间更长一些,因此断开S时,流过灯A的电流与线圈中的电流变化相同,都是在原有电流 基础上减小,故
选项B正确。当用电阻代替线圈L时,断开S后不存在自感现象,灯A应立即熄灭。故选 项D错误。
[答案]B、C
思维亮点:在分析自感现象时要抓住两点:一是线 圈在电路中的位置、结构,二是电路中原有电流
的变化规律,如电流方向、电流突然变化的情况等。当线 圈中电流增大时,线圈产生自感电动势与原电流
方向相反,阻碍原电流增大,就好像是一只大的电阻在电 路中阻碍电流通过,而电流稳定后,线圈中无自
感电动势产生,线圈就只起电阻的作用。

变式:如图所示,电路甲、乙中,电阻
R
和自感线圈
L
的电阻值 都很小,接通S,使电路达到稳定,
灯泡
D
发光。则( )
A.在电路甲中,断开S,
D
将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,
D
将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,
D
将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,
D
将变得更亮,然后渐渐变暗
[答案]A、D
题型3:自感电流问题
考例:如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若
R
1

R
2
,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若
R
1

R
2
,灯泡的亮度怎样变化?




2
思路分析:灯泡的亮度由它的实际功率
IR< br>即流过灯泡中的电流来决定。因而必须
从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。

K断开后,原来电源提供给小灯泡的电流立即消失,但
L
中因自感而 产生逐渐减弱的电流流过小灯泡,
使小灯泡逐渐变暗到熄灭。

(1)因R
1

R
2
,即
I
1

I< br>2
,所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态,再逐渐变暗到最后熄灭。

(2)因
R
1

R
2
,即
I
1

I
2
,小灯泡在K断开后电流从原来的
I
2
突 变到
I
1
(方向相反),然后再渐渐变
小,最后为零,所以灯泡在K断开后先 变得比原来更亮,再逐渐变暗到熄灭。

思维亮点:(1)若是理想线圈,即直流电阻为零。


L
与灯泡串联时,通过灯泡的电流与
L
中电流始终同步,因而不能突变。

L
与灯泡并联时,通过灯泡的电流与
L
中的电流在电路接通 时不同步,即灯丝中电流突变到最大
再渐渐变小到零,而
L
中电流从零逐渐增大到最大 ;断开电路时,
L
因自感而对灯丝供电,使灯丝中的电
流从零突变到原来
L< br>中的电流值,再渐渐变为零。
(2)当
L
与灯丝并联且
L的电阻不为零时,接通电源时灯丝中电流突变为最大,再慢慢减小,而
L
中的电流由零开始 逐渐增大到稳定;稳定后
L
和灯丝中都有电流,因而灯不会熄灭。

断开电源时:要讨论
R
L
=
R


R
L

R


R
L
<
R

时,电流变化情况。

变式:如图所示的电路。图中
L
是一带铁芯的 线圈,
A
1

A
2
是两灯泡。起初,开关处于闭合状态,电
路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡
A
1
的电流方向 是 。通
过灯泡
A
2
的电流方向是 。

[答案]A
1
的电流方向是自左向右;通过灯泡A
2
的电流方向是自右向左。

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