高中选修3-1第三章 磁场3 几种常见的磁场学案及答案

[学习目标]

（1）了解互感和自感现象。

（2）了解自感现象产生的原因。

（3）知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素。

[自主学习]

1．自感现象是指                    而产生的电磁感应现象。

2．自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍流过导体电流的变化，当电流增大时，自感电动势的方向与原来电流的方向       ；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流的方向         。

3．自感电动势的大小与通过导体的电流的             成正比。

[教学过程]

（一）回忆电磁感应实验

（二）新课教学

1、互感

互感概念：

互感电动势：

互感现象及应用和防止：

2、自感现象

思考、猜想、提出问题

设计实验验证

（1）通电自感

  预想：

  方案1:

方案2:

    方案3: 

 现象：

 解释： 

        （2）断电自感

  预想：

  方案1:

  方案2:

 分析思考

现象：

 解释：

（3）自感现象及理解：

（4）理论分析自感电动势

（5）磁场的能量

（6）应用于防护

3、典型例题

例1、如图所示电路中, D1和D2是两个相同的小灯泡, L是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与R相同, 由于存在自感现象, 在开关S接通和断开瞬间, D1和D2发亮的顺序是怎样的？

例2  如图2所示的电路（a）、（b）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A发光．     

A．在电路（a）中，断开S，A将渐渐变暗

B．在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

C．在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗

D．在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

3．如图所示电路，图中电流表在正接线柱流入电流时，指针顺时针方向偏转，负接线柱流入电流时指针逆时针方向偏转，当电键K断开瞬间A1表和A2表偏转情况是：

(A)A1顺时针，A2逆时针；

(B)A1逆时针，A2顺时针；

(C)A1 、A2都顺时针；

(D)A1 、A2都逆时针。

针对训练

（1）如图所示电路中，电阻R和电感L的值都很大，电感器的电阻不计，A、 B是两只完全相同的电灯，当电键S闭合时（      ）

A.A比B先亮，而后A熄灭                B.B比A先亮，而后A熄灭

C.A、B一起亮，而后A熄灭               D.A、B一起亮，而后B熄灭

          第1题                            第2题                                 第3题

（2）如图所示的电路，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻器的电阻都是R，电键K原来打开着，电流I=ε/2R，今合下电键，将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，这个自感电动势（       ）

A.有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零          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，因而电流保持I0不变        D.有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I0

（3）如图，A、B两灯电阻均为R，K1闭合时两灯一样亮，若再闭合K2，待稳定后,将K1断开，则在断开瞬间（         ）

A.B灯立即熄灭                                  B.A灯过一会儿才熄灭

C.流过B灯的电流方向是c到d                    D.流过A灯的电流方向是a到b

（4）如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，开关K原来接通，当开关K断开时，下面说法正确的是（    ）

A.L1闪亮一下后熄灭                   

B.L2闪亮一下后恢复原来的亮度

C.L3变暗一下后，恢复原来的亮度       

D.L3闪亮一下后恢复原来的亮度

                          第4题

（5）如图所示电路，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流i2，且i1 > i2，在t1时刻将 S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是哪一个（     ）

第5题

（6）如图所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管（启辉电压约70 V），电源电动势约为10 V.已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则（    ）

A.S接通时，氖管不会亮                          B.S接通时启辉，辉光在a端

C.S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端            D.条件同C，辉光在b端

（7）如图中，L是个自感系数很大的有铁芯的线圈．在用电压表测它两端的电压时，如果要切断电路（打开开关S），必须先拆下电压表，而不能在电压表与L并联时打开S．为什么？

第6题                                    第7题

（9）在图所示电路中, 电池电动势ε=6V, 内阻r=0, A、B灯都标明“6V 0.3A”, R=20Ω. 电感线圈的直流电阻, 求开关S闭合和断开的极短时间内, 通过A、B灯电流的变化情况。

10、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

11、下列关于自感现象的说法中，正确的是（  ）

A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象

B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反

C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关

D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

12、关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（   ）

A.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大

B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零

C.线圈中电流变化越快，自感系数越大

D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

13、如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（ ）

A.小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭

B.小灯立即亮，小灯立即熄灭

C.小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭

D.小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭