趙立標
自感現(xiàn)象非常普遍,是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是由于導體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,學生學習《自感》的過程中,對自感電動勢的作用(阻礙原電流的變化)理解不透,進而對自感現(xiàn)象的判斷出現(xiàn)偏差,下面通過實例進行剖析和總結(jié)
“立即”和“逐漸”的問題
例如圖所示,線圈L與燈泡A串聯(lián),開關(guān)S閉合且達到穩(wěn)定時,小燈泡能正常發(fā)光則當閉合S和斷開S的瞬間能觀察到的現(xiàn)象分別是( )
A當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡逐漸變亮
B當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡立即亮
C當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡立即熄滅
D當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡逐漸熄滅
答案AC
解析當閉合開關(guān)時,通過L的電流突然增大,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的增大,燈泡逐漸變亮,當斷開開關(guān)時,閉合回路斷開,燈泡立即熄滅,AC對;
例如圖所示電路中,線圈L與燈泡A并聯(lián),當合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光則下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是( )
A當斷開S時,燈泡A立即熄滅
B當斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
C若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A立即熄滅
D若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
答案BC
解析開關(guān)斷開時,通過L的電流突然減小,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的減小,燈泡A逐漸熄滅,A錯誤、B正確;若把線圈L換成電阻R,斷開S時,電阻R不會產(chǎn)生自感,則燈泡A立即熄滅,C正確、D錯誤
“同時”和“先后”的問題
例3如圖3,A、B是相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈下面說法正確的是()
A閉合開關(guān)S時,A、B燈同時亮,且達到正常
B閉合開關(guān)S時,B燈比A燈先亮,最后一樣亮
C閉合開關(guān)S時,A燈比B燈先亮,最后一樣亮
D斷開開關(guān)S時,A燈與B燈同時慢慢熄滅
答案CD
解析閉合開關(guān)S時 ,通過L的電流突然增大,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的增大,故A燈先亮起來,B燈后亮起來,最后兩燈一樣亮,AB錯誤;C正確;斷開開關(guān),L中的電流突然減小,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的減小,自感線圈L,AB燈組成一個閉合回路,所以AB同時慢慢熄滅,D正確
例4如圖4所示電路中,L為電感線圈, A、B為兩燈泡,當合上開關(guān)S后燈A、B正常發(fā)光則 ( )
A閉合開關(guān)S時,A先亮,B后亮
B閉合開關(guān)S時,A、B同時亮
C斷開開關(guān)S時,A、B同時熄滅
D斷開開關(guān)S時,A先熄滅,B后熄滅
答案BD
解析合上開關(guān)瞬間,自感線圈L阻礙電流增加,所以IA=IB,兩燈同時亮,所以B正確,A錯誤斷開開關(guān),由于自感線圈阻礙電流減小,所以產(chǎn)生方向相同的感應(yīng)電流,由于自感電動勢與原電壓降方向相同,所以斷開S時,A立即熄滅,B后熄滅,D正確,C錯誤
3“變”與“不變”的問題
例5如圖5所示的電路中,A和A是相同的兩燈,L的電阻不計,則()
AK斷開瞬間,A立即熄滅,A過一會才熄滅
BK斷開瞬間,通過A的電流從左向右,與原來方向相反反
CK接通瞬間,L、L同時達正常發(fā)光
DK斷開瞬間,通過A的電流從右向左,與原來方向相同
答案BD
解析K斷開瞬間,由于線圈的自感作用,自感電動勢阻礙原電流的減小,相當于新的電源,通過兩燈泡形成回路,所以兩燈泡均過一會熄滅,A錯通過線圈的電流沿原來的方向,所以通過A的電流與原來方向相同,通過A的電流與原來方向相反,從左向右,BD對;K接通瞬間,A立即正常發(fā)光,由于線圈自感阻礙電流增大,A逐漸變亮,C錯;故選BD
4總結(jié)
在《自感》的教學中,分析自感現(xiàn)象的關(guān)鍵是教學生如何分清原電流的變化,進一步確定自感電動勢的方向,理解自感電動勢總是起著“推遲”原電流變化的作用,所以對自感現(xiàn)象的判斷應(yīng)注意:一、存在“自感”的電路由于自感電動勢的作用,總是出現(xiàn)“延緩”現(xiàn)象,即“逐漸”變亮(或熄滅)、“后”變亮(或熄滅);二、不存在“自感”的電路就不存在“延緩”現(xiàn)象,所以觀察到的現(xiàn)象是“立即” 變亮(或熄滅)、“先”變亮(或熄滅);三、與自感線圈串聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向不變,與自感線圈并聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向與原方向相反endprint
自感現(xiàn)象非常普遍,是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是由于導體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,學生學習《自感》的過程中,對自感電動勢的作用(阻礙原電流的變化)理解不透,進而對自感現(xiàn)象的判斷出現(xiàn)偏差,下面通過實例進行剖析和總結(jié)
“立即”和“逐漸”的問題
例如圖所示,線圈L與燈泡A串聯(lián),開關(guān)S閉合且達到穩(wěn)定時,小燈泡能正常發(fā)光則當閉合S和斷開S的瞬間能觀察到的現(xiàn)象分別是( )
A當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡逐漸變亮
B當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡立即亮
C當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡立即熄滅
D當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡逐漸熄滅
答案AC
解析當閉合開關(guān)時,通過L的電流突然增大,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的增大,燈泡逐漸變亮,當斷開開關(guān)時,閉合回路斷開,燈泡立即熄滅,AC對;
例如圖所示電路中,線圈L與燈泡A并聯(lián),當合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光則下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是( )
A當斷開S時,燈泡A立即熄滅
B當斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
C若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A立即熄滅
D若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
答案BC
解析開關(guān)斷開時,通過L的電流突然減小,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的減小,燈泡A逐漸熄滅,A錯誤、B正確;若把線圈L換成電阻R,斷開S時,電阻R不會產(chǎn)生自感,則燈泡A立即熄滅,C正確、D錯誤
“同時”和“先后”的問題
例3如圖3,A、B是相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈下面說法正確的是()
A閉合開關(guān)S時,A、B燈同時亮,且達到正常
B閉合開關(guān)S時,B燈比A燈先亮,最后一樣亮
C閉合開關(guān)S時,A燈比B燈先亮,最后一樣亮
D斷開開關(guān)S時,A燈與B燈同時慢慢熄滅
答案CD
解析閉合開關(guān)S時 ,通過L的電流突然增大,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的增大,故A燈先亮起來,B燈后亮起來,最后兩燈一樣亮,AB錯誤;C正確;斷開開關(guān),L中的電流突然減小,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的減小,自感線圈L,AB燈組成一個閉合回路,所以AB同時慢慢熄滅,D正確
例4如圖4所示電路中,L為電感線圈, A、B為兩燈泡,當合上開關(guān)S后燈A、B正常發(fā)光則 ( )
A閉合開關(guān)S時,A先亮,B后亮
B閉合開關(guān)S時,A、B同時亮
C斷開開關(guān)S時,A、B同時熄滅
D斷開開關(guān)S時,A先熄滅,B后熄滅
答案BD
解析合上開關(guān)瞬間,自感線圈L阻礙電流增加,所以IA=IB,兩燈同時亮,所以B正確,A錯誤斷開開關(guān),由于自感線圈阻礙電流減小,所以產(chǎn)生方向相同的感應(yīng)電流,由于自感電動勢與原電壓降方向相同,所以斷開S時,A立即熄滅,B后熄滅,D正確,C錯誤
3“變”與“不變”的問題
例5如圖5所示的電路中,A和A是相同的兩燈,L的電阻不計,則()
AK斷開瞬間,A立即熄滅,A過一會才熄滅
BK斷開瞬間,通過A的電流從左向右,與原來方向相反反
CK接通瞬間,L、L同時達正常發(fā)光
DK斷開瞬間,通過A的電流從右向左,與原來方向相同
答案BD
解析K斷開瞬間,由于線圈的自感作用,自感電動勢阻礙原電流的減小,相當于新的電源,通過兩燈泡形成回路,所以兩燈泡均過一會熄滅,A錯通過線圈的電流沿原來的方向,所以通過A的電流與原來方向相同,通過A的電流與原來方向相反,從左向右,BD對;K接通瞬間,A立即正常發(fā)光,由于線圈自感阻礙電流增大,A逐漸變亮,C錯;故選BD
4總結(jié)
在《自感》的教學中,分析自感現(xiàn)象的關(guān)鍵是教學生如何分清原電流的變化,進一步確定自感電動勢的方向,理解自感電動勢總是起著“推遲”原電流變化的作用,所以對自感現(xiàn)象的判斷應(yīng)注意:一、存在“自感”的電路由于自感電動勢的作用,總是出現(xiàn)“延緩”現(xiàn)象,即“逐漸”變亮(或熄滅)、“后”變亮(或熄滅);二、不存在“自感”的電路就不存在“延緩”現(xiàn)象,所以觀察到的現(xiàn)象是“立即” 變亮(或熄滅)、“先”變亮(或熄滅);三、與自感線圈串聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向不變,與自感線圈并聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向與原方向相反endprint
自感現(xiàn)象非常普遍,是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是由于導體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,學生學習《自感》的過程中,對自感電動勢的作用(阻礙原電流的變化)理解不透,進而對自感現(xiàn)象的判斷出現(xiàn)偏差,下面通過實例進行剖析和總結(jié)
“立即”和“逐漸”的問題
例如圖所示,線圈L與燈泡A串聯(lián),開關(guān)S閉合且達到穩(wěn)定時,小燈泡能正常發(fā)光則當閉合S和斷開S的瞬間能觀察到的現(xiàn)象分別是( )
A當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡逐漸變亮
B當閉合開關(guān)S瞬間,小燈泡立即亮
C當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡立即熄滅
D當斷開開關(guān)S的瞬間,小燈泡逐漸熄滅
答案AC
解析當閉合開關(guān)時,通過L的電流突然增大,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的增大,燈泡逐漸變亮,當斷開開關(guān)時,閉合回路斷開,燈泡立即熄滅,AC對;
例如圖所示電路中,線圈L與燈泡A并聯(lián),當合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光則下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是( )
A當斷開S時,燈泡A立即熄滅
B當斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
C若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A立即熄滅
D若把線圈L換成電阻R,斷開S時,燈泡A逐漸熄滅
答案BC
解析開關(guān)斷開時,通過L的電流突然減小,由于L的自感作用,產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的減小,燈泡A逐漸熄滅,A錯誤、B正確;若把線圈L換成電阻R,斷開S時,電阻R不會產(chǎn)生自感,則燈泡A立即熄滅,C正確、D錯誤
“同時”和“先后”的問題
例3如圖3,A、B是相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈下面說法正確的是()
A閉合開關(guān)S時,A、B燈同時亮,且達到正常
B閉合開關(guān)S時,B燈比A燈先亮,最后一樣亮
C閉合開關(guān)S時,A燈比B燈先亮,最后一樣亮
D斷開開關(guān)S時,A燈與B燈同時慢慢熄滅
答案CD
解析閉合開關(guān)S時 ,通過L的電流突然增大,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的增大,故A燈先亮起來,B燈后亮起來,最后兩燈一樣亮,AB錯誤;C正確;斷開開關(guān),L中的電流突然減小,L產(chǎn)生自感電流,阻礙原電流的減小,自感線圈L,AB燈組成一個閉合回路,所以AB同時慢慢熄滅,D正確
例4如圖4所示電路中,L為電感線圈, A、B為兩燈泡,當合上開關(guān)S后燈A、B正常發(fā)光則 ( )
A閉合開關(guān)S時,A先亮,B后亮
B閉合開關(guān)S時,A、B同時亮
C斷開開關(guān)S時,A、B同時熄滅
D斷開開關(guān)S時,A先熄滅,B后熄滅
答案BD
解析合上開關(guān)瞬間,自感線圈L阻礙電流增加,所以IA=IB,兩燈同時亮,所以B正確,A錯誤斷開開關(guān),由于自感線圈阻礙電流減小,所以產(chǎn)生方向相同的感應(yīng)電流,由于自感電動勢與原電壓降方向相同,所以斷開S時,A立即熄滅,B后熄滅,D正確,C錯誤
3“變”與“不變”的問題
例5如圖5所示的電路中,A和A是相同的兩燈,L的電阻不計,則()
AK斷開瞬間,A立即熄滅,A過一會才熄滅
BK斷開瞬間,通過A的電流從左向右,與原來方向相反反
CK接通瞬間,L、L同時達正常發(fā)光
DK斷開瞬間,通過A的電流從右向左,與原來方向相同
答案BD
解析K斷開瞬間,由于線圈的自感作用,自感電動勢阻礙原電流的減小,相當于新的電源,通過兩燈泡形成回路,所以兩燈泡均過一會熄滅,A錯通過線圈的電流沿原來的方向,所以通過A的電流與原來方向相同,通過A的電流與原來方向相反,從左向右,BD對;K接通瞬間,A立即正常發(fā)光,由于線圈自感阻礙電流增大,A逐漸變亮,C錯;故選BD
4總結(jié)
在《自感》的教學中,分析自感現(xiàn)象的關(guān)鍵是教學生如何分清原電流的變化,進一步確定自感電動勢的方向,理解自感電動勢總是起著“推遲”原電流變化的作用,所以對自感現(xiàn)象的判斷應(yīng)注意:一、存在“自感”的電路由于自感電動勢的作用,總是出現(xiàn)“延緩”現(xiàn)象,即“逐漸”變亮(或熄滅)、“后”變亮(或熄滅);二、不存在“自感”的電路就不存在“延緩”現(xiàn)象,所以觀察到的現(xiàn)象是“立即” 變亮(或熄滅)、“先”變亮(或熄滅);三、與自感線圈串聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向不變,與自感線圈并聯(lián)的支路發(fā)生自感現(xiàn)象時電流方向與原方向相反endprint
理科考試研究·高中2014年10期