自感
I1
0 (1) 当 IL ＞ IA请同学们观察开关合上时， ，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭 当 IL ＜ IA ， 灯泡逐渐熄灭，不会闪亮 (2) 开关S断开时，灯泡的亮 一下 度如何变化
现象： 闭合时， A立即亮，而后逐渐熄灭 断开时， A闪亮一下后逐渐熄灭
t
I2 0 I1
思考： 为什么 灯泡会 闪亮一 下呢？
•启动器从接通到断开瞬间，镇 流器上产生很高的自感电动势。
•与电源电压一起，给灯管两端 瞬时高压（800V左右），日光灯 点亮。
日光灯点亮后： 灯管导通，启动器两端电压如何？ 导通后，镇流器的作用？
灯管导通后，镇流器起降压限流的作用。 启动器两端电压等于灯管两端（100V左右）， 触片分离，断路，可取掉。
t
一. 自感现象
1. 自感现象:由于导体本身的电流变化而引起的电磁感应现象
2.自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势称自感电动 势。 （1）自感电动势的方向： 当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反 当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同
（2）自感电动势的大小：
BS E自 =n n t t B I t t
感
R1 S
A2
R
产生
观察： 合上开关S瞬间两灯 泡的亮度情况。
流过A、B灯的电流随时间怎样 变化？
IA
现象： A2立即亮 A1逐渐亮起来
I
IB t
1.断电自感：
L
电路中I↓ → 线圈上B↓ ↑ 阻碍 ↓ E感(同向) ← 线圈中Φ↓
A
产生
流过灯的电流随时间怎样变化？
S
总结： 观察：
灯泡A的亮度变化
③日光灯的工作条件：高电压启动，低电压工作
பைடு நூலகம்
日光灯的工作原理
发光原理 气体 产生紫 激发荧光 → → 导电 外线 物质发光 工作条件 高电压启动 低电流工作
工作过程
电键 → 启动器 氖气放电 双金属片 电流流过镇流器、 → → → 闭合 加电压 发出辉光 膨胀闭合 灯丝、启动器 ↓ 灯管气体导电 镇流器产生 ← 辉光消失双 ← ← 金属片弹开 荧光物质发光 瞬时高压 ↓ 镇流器产生感应电动势阻碍 电流变化降压限流
ΔI E自 = L Δt
L叫自感系数， L是反映线圈本身特征的物理量，L的 大小跟线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯有关
单位:亨利(H) 1H=1×103mH=1×106μH
对于同一线圈，电流变化越快， 电流变化率相同时，不同线圈自感电动势一般不同
二、自感现象的危害：
活动 p24
利用： 电磁振荡电路 日光灯镇流器
危害： 大型电动机断电时产生电弧现象
三、自感现象的应用---日光灯原理
看课本24-25页，思考如下问题：
发光原理 高压激发 产生紫 激发荧光 → → 气体导电 外线 物质发光
①启动器（启辉器）： 由氖泡、电容并联 氖泡：充有氖气、动静触片 利用氖管的辉光放电，起 自动把电路接通和断开的 作用
②镇流器：自感系数很大的线圈
B A
S
1 接通Ｓ，B线圈会不会产生 感应电动势？为什么?
2 接通Ｓ，线圈会不会产生 感应电动势？为什么?
A
S
1.6 自感现象及其应用
自感现象：由于导体线圈本身的电 流发生变化而引起的电磁感应现象
一、自感现象：
L A1
1.通电自感： 电路中I↑ → 线圈上B↑ ↑ 阻碍 ↓ E (反向) ← 线圈中Φ↑
• 总结：
• • • • • • • • • • • 启动器： 连接方式：跟灯管并联 作用：自动开关可用普通开关代替。 正常工作时不起作用，可以去掉。 电容器： 连接方式：与氖泡并联 作用：动、静触片分离时，储电 荷，防止产生火花 镇流器: 连接方式：与灯管串联 作用：启动时，产生高电压，帮助点燃； 正常工作时：降压限流，保护灯管。
自 感 现 象
A．接通时，LA先达最亮，断开时，LA后暗 B．接通时，LB先达最亮，断开时，LB后暗
自感电动势
正比关系
磁通量变化率
正比关系
电流变化率
对同一线圈: 电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快
线圈中产生的自感电动势就大. 电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢 线圈中产生的自感电动势就小. 对不同线圈:
三、自感现象的危害与防止
危害：在切断自感系数很大，
电流很强的电路的瞬间，
产生很高的自感电动势， 形成电弧。在这类电路中
应采用特制的开关，
精密电阻可采用 双线并绕来清除自感现象．
磁通量 恒=0
自感现象有时也会带来害处。变压器、电动机 等器材有很大的线圈，当电路中的开关断开时会产 生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产 生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。因此， 电动机等大功率用电器的开关应该装在金属壳中。 最好使用油浸开关，即把开关的接触点浸在绝缘油 中，避免出现电火花． 在制造精密电阻时，为了消除使用过程中因电 流变化引起的自感现象，往往采用双线绕法，如图 所示．由于两根平行导线中的电流方向相反，这们 的磁场互相抵消，从面可以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度．
日光灯原理
自感现象的应用——日光灯
一、日光灯电路
1、由灯管、启动器和镇流器组成。
日光灯管的结构
发出紫外线
受到紫外 线照射时
两端灯丝给气 体加热 并给气 体加上高电压
在高压下 导电
荧光粉发 出可见光Biblioteka 镇流器结构启动器结构
能使动靜触片 不产生电火花 保护触点，防 止灯管启辉时 对无线电接收 机的干扰
高中物理《自感》课件PPT
A．I1 开始较大而后逐渐变小 B．I1 开始很小而后逐渐变大 C．I2 开始很小而后逐渐变大 D．I2 开始较大而后逐渐变小
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AC [闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生 反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始 I2 很小，随着电流达 到稳定，自感作用减小，I2 开始逐渐变大．闭合开关 S 时，由于线圈 阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小， 所以 R1 上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故 A、C 正确．]
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通、断电自感中灯泡亮度变化问题
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
电流逐渐增大，灯泡逐 灯泡立即变亮(自感线圈电阻不可
通电时
渐变亮
忽略)
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电路中稳态电流为 I1、I2 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐 (1)若 I2≤I1，灯泡逐渐变暗
渐变暗，电流方向不变 (2)若 I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗， 两种情况灯泡电流方向均改变
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训练角度 2：断电自感 2．(多选)如图甲、乙电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻都很 小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则下列说法中正确的 是( )
甲
乙
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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
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2．启动器的构造及作用 启动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，一个是 固定不动的 静触片 ，另一个是双金属片制成的 U型动触片 ．启动 器的作用是在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开，相当于 一个自动开关．
物理教案-自感
物理教案－自感物理教案-自感一、教学目标通过本节课的学习，学生应该能够：1. 理解什么是自感；2. 认识自感的特点和应用；3. 学会计算自感的大小和方向。
二、教学重点1. 自感的概念和特点；2. 自感的计算方法；3. 自感的应用。
三、教学难点1. 自感和磁场的关系；2. 自感和电路的关系；3. 计算自感大小和方向的方法。
四、教学过程1. 自感的概念和特点自感是指一根导体中，当电流发生变化时，导体内部会发生电磁感应现象；同时，导体里的电场也会发生变化，导致电磁波的产生。
自感是磁通量的一种，单位是亨利（H）。
自感经常用在磁性材料和线圈中，实现电子设备的设计和制造。
2. 自感的计算方法自感的计算方法是根据法拉第电磁感应定律来计算的。
法拉第电磁感应定律指出，当导体内部发生磁通量的变化时，会产生感应电动势，导体内部的电场随之变化，从而产生电磁波。
计算自感的公式为：L = Φ / I其中，L是自感值，Φ是导体中穿过的磁通量，I是电流的大小。
3. 自感的应用自感的应用非常广泛。
在电子设备中，自感常被用来制造电感和变压器。
在通信设备中，自感被用来制作天线，以便接收和发射电磁波。
在电流测量中，自感被用来制作电流传感器，可以简单地通过电路测量电流大小。
五、教学总结本节课主要介绍了自感的概念、特点、计算方法和应用。
自感是磁通量的一种，被广泛应用于电子设备、通信设备、测量设备等领域。
学生们需要掌握自感的基本概念、计算方法和应用，进一步了解电子设备的设计和制造过程。
大学物理,电磁感应12.4自感和互感
9
12.3 自感和互感
自感应用：
第12章 电磁感应
日光灯镇流器；高频扼流圈；自感线圈与电 容器组合构成振荡电路或滤波电路。 通电后，启辉器辉光放电，金属片受热形变 互相接触，形成闭合回路，电流流过，日光灯灯 丝加热释放电子。 同时，启辉器接通辉光熄灭， 金属片冷却断开，电路切断，镇流器线圈中产生 比电源电压高得多的自感电动势，使灯管内气体 电离发光。 自感危害：电路断开时，产生自感电弧。
dI 1 dI 1 dΨ21 M 21 M ε 21 dt dt dt
当线圈 2 中的电流变化时，在线圈 1 中产生的 互感电动势为：
dΨ12 dI 2 dI 2 ε12 M 12 M dt dt dt
20
12.3 自感和互感
第12章 电磁感应
ε12
dI 2 = -M dt
4
12.3 自感和互感
2、自感系数 L
根据毕奥—萨尔定律： μ0 Idl r dB 4π r 3
第12章 电磁感应
I
B
线圈中的电流在空间任意一点激发的磁感应 强度的大小与线圈中的电流强度成正比，即： 穿过线圈自身总的磁通量与电流 I 成正比，
写成：
Φ LI
L 为自感系数。
解：设长直导线中电流 I ，
矩形线圈平面上的磁链数为： dr I
N B dS
M I
0 I N ldr a 2r 0 NIl a b ln 2 a 0 Nl a b ln 2 a
s ab
r
l
a
b
24
12.3 自感和互感
思考？ 若已知矩形线圈中有电流：
自感现象的原理及应用
自感现象的原理及应用1. 引言自感现象是一种物理现象，指的是当电流经过一条导线时，产生的磁场会对导线本身产生感应电动势的现象。
这种自感作用在电路设计和应用中具有重要的作用。
本文将介绍自感现象的基本原理、计算方法以及在电路设计和应用中的应用。
2. 自感现象的原理自感现象基于法拉第电磁感应定律，即改变磁通量线的大小和方向会在导线上产生感应电动势。
自感现象的原理可以用以下公式表示：$$ V = -L \\frac{di}{dt} $$其中，V表示电压，L表示自感系数，di/dt表示电流的变化率。
3. 自感系数的计算自感系数是用来衡量导线对其本身产生的磁场的感应程度。
具体计算方法如下：•直线导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot \\pi \\cdot d}{ln(\\frac{8d}{r})} $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，d表示导线的长度，r表示导线的半径。
•环形导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot R}{2} \\cdot \\left[ln\\left(\\frac{8R}{r}\\right)-1\\right] $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，R表示环形导线的半径，r表示导线的半径。
4. 自感现象在电路设计中的应用自感现象在电路设计中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景。
•电感器：电感器是利用自感现象制造的一种电子元件，常用于滤波器、功率供给器、谐振器等电路中。
它们基于自感现象的特性，可以实现对特定频率的信号进行滤波和放大的功能。
•电感耦合：在一些电路中，可以利用自感现象实现电感耦合，将两个或多个电路以电感器作为耦合元件连接起来。
这种电感耦合可以实现信号的传输和干扰的隔离。
•变压器：变压器是基于自感现象的原理构造的，它利用电磁感应现象和自感现象将交流电压从一路传送到另一路。
大学物理 6.3自感和互感
k =0 两线圈间无相互影响：
M 0
小结：
自感电动势： 线圈电流变化
穿过自身磁通变化
在线圈中产生感应电动势 L ——自感系数
互感电动势： 线圈 1 的电流变化
引起线圈 2 的磁通变化
线圈 2 中产生感应电动势
——互感系数
1H 1wb A
1
例1 两个“无限长”同轴圆筒状导体组成同轴电缆,设内外半径 分别为 R1 和R2，电流由内筒流走，外筒流回。
求 电缆单位长度上的自感
I
R1
解 由安培环路定理可知
R1 r R2
r R1 , r R2
0 I B 2r B0
I
R2
dS
d BdS
I1
L1L2
一般 M 2 L1 L2
说明：
(1) 可以证明： M 21 M12 M
(2) 两个线圈的互感与各自的自感有一定的关系
M k L1L2
k 为两线圈的耦合系数
(0 k 1)
改变两线圈的相对位置,可改变两线圈之间的耦合程度。
k =1 两线圈为完全耦合： M
L1L2
R2
0 I
2 πr
ldr
r
l
R1
L
R2 ldr ln 2πr 2π R1 0 R2
Il 2π ln R1
0 I
0 Il
r
二、互感现象
1.互感现象
互感系数
互感电动势
I
B1
线圈 1 中的电流变化
引起线圈 2 的磁通变化 线圈 2 中产生感应电动势
2.互感系数 穿过线圈 2 的磁通量正比于 线圈1 中电流 I1
自感与互感的概念及计算
自感与互感的概念及计算自感（Self-inductance）和互感（Mutual inductance）是电磁学中重要的概念，它们描述了电流和磁场之间的相互作用关系。
本文将对自感和互感的概念进行详细解析，并讨论其计算方法。
1. 自感的概念自感是指通过一根导线中的电流激发出的磁场引起的自身感应电动势。
当电流通过导线时，其周围会形成一个磁场，而这个磁场又会影响导线中的电流。
自感的大小取决于导线的几何形状和电流的变化速率。
自感可以用以下公式来表示：L = (μ0 * N^2 * A) / l其中，L代表自感的系数，单位为亨利（H）；μ0是真空中的磁导率，约等于4π×10^(-7) H/m；N表示导线的匝数；A是导线截面积；l是导线的长度。
2. 互感的概念互感是指两根导线之间的电流激发出的磁场引起的互相感应电动势。
当两根导线靠近并且电流变化时，它们之间会产生互感现象。
互感的大小取决于导线之间的几何关系、电流的变化速率以及它们之间的距离。
互感可以用以下公式来表示：M = k * sqrt(L1 * L2)其中，M代表互感的系数，单位为亨利（H）；k是一个比例常数，0 < k ≤ 1，表示两根导线之间的耦合系数；L1和L2分别代表两根导线的自感系数。
3. 计算示例假设有两根平行的长直导线，它们之间的距离为d，导线1的电流为I1，导线2的电流为I2。
现在我们来计算它们之间的互感系数M。
首先，我们需要计算导线1和导线2的自感系数L1和L2：L1 = (μ0 * N1^2 * A1) / l1L2 = (μ0 * N2^2 * A2) / l2其中，N1和N2分别代表两根导线的匝数，A1和A2分别代表导线1和导线2的截面积，l1和l2分别代表导线1和导线2的长度。
然后，根据互感的计算公式：M = k * sqrt(L1 * L2)通过以上计算，我们可以得到两根导线之间的互感系数M。
互感系数的大小反映了导线之间的电磁相互作用的强度。
自感与互感 能量
ε
dI L= L dt
ε
讨论：
dI 1. 若： dt < 0 d I 若： >0 dt
dI L= L dt
则：
ε
L
>0，
ε
L
与 I 方向相同
则：
ε
L
， < 0 ε L 与 I 方向相反
2. L 的存在总是阻碍电流的变化，L 是电磁惯性的 一种表现。 3. 自感系数决定于回路的几何形状、尺寸以及周围 介质的磁导率.
Φ 12∝ I 2 Φ 21∝ I 1
Φ 12 = M 12 I 2 Φ 21 = M 21 I 1
M 12 = M 21 I1 I2
Φ 21
实验和理论都可以证明：
Φ 12
若两线圈的匝数分别为 N 1 ， 2 则有： N
N Φ 12 = M I 2 =Ψ 12 1 N Φ 21 = M I 1 =Ψ 21 2
2
r dr
计算自感的另一种方法：
因为
所以
1 Wm = 2 L I 2 Wm L = I2
2
dI 2 M 12 = dt 则有： 12 = M
在式
ε
ε
中，若 d I 2 = 1 dt 即：
互感系数在数值上等于当第二个回路电流变化率 为每秒一安培时，在第一个回路所产生的互感电动势 的大小。
[例1] 有两个直长螺线管，它们绕在同一个 圆柱面上 。 已知： 0、 1、 2、 、 求：互感系数 μ N N S l
[例1] 试计算直长螺线管的自感。 已知：匝数N,横截面积S,长度l ,磁导率 μ
μ
l
自感的计算步骤：
S
L H .dl = I
B =μ H
第一章 6 自感
6 自感[学习目标] 1.了解自感现象．能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.2.了解自感电动势的表达式E L ＝L ΔI Δt ，知道自感系数的决定因素.3.了解日光灯的构造及工作原理．1．自感现象由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫做自感，在自感现象中产生的电动势叫做自感电动势．2．自感系数(1)自感电动势：E L ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，简称亨，符号为H.(2)自感系数与线圈的形状、大小、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．3．日光灯(1)日光灯的构造：普通日光灯由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成．(2)镇流器的作用：启动时产生瞬时高电压使灯管发光，正常工作时，起着降压限流作用．(1)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( × )(2)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( × )(3)日光灯点亮后，启动器就没有作用了．( √ )(4)在日光灯正常工作中，镇流器只会消耗能量，没有作用．( × )一、通电自感现象如图1所示，先闭合S ，调节R 2使A 1、A 2的亮度相同，再调节R 1，使A 1、A 2都正常发光，然后断开S.再次闭合S ，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析现象产生的原因．图1答案现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．1．通电瞬间自感线圈处相当于断路．2．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，相当于导线)．例1(2021·长沙一中高二检测)如图2所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小)()图2A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭答案 B解析S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，稳定后，流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．二、断电自感现象如图3所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？图3答案(1)S闭合时，灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．(2)在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭．1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同；2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．3．自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．例2如图4所示，开关S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A的电阻大于线圈L的电阻，现断开开关S，以下说法正确的是()图4A．小灯泡A越来越暗，直到熄灭B．小灯泡B越来越暗，直到熄灭C．线圈L中的电流会立即消失D．线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右答案 D解析S断开瞬间，B立即熄灭．S断开瞬间，线圈中的电流由原电流逐渐减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，即线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右，因L和A组成新的回路，电流由原线圈中的电流逐渐减小，由于小灯泡A的电阻大于线圈L的电阻，所以S断开前线圈的电流大于小灯泡A中的电流，所以A先亮一下，然后慢慢熄灭，故D正确．针对训练在如图5所示的电路中，两个电流表完全相同，零刻度在刻度盘的中央．当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆(本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的)．在电路接通且稳定后断开开关的瞬间，下列说法正确的是()图5A．G1指针向右摆，G2指针向左摆B．G1指针向左摆，G2指针向右摆C．两指针都向右摆D．两指针都向左摆答案 A解析电路接通且稳定时，两支路中都有自左至右的电流，当开关断开的瞬间，电路电流减小，故L将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自右至左流经R所在支路，故选A.例3如图6所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡D 的电流是1 A，现将开关S突然断开，开关S断开前后，能正确反映流过灯泡D的电流i随时间t变化关系的图像是()图6答案 D解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电动势，使线圈中的电流从2 A逐渐减小，方向不变，且与灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，故D对．提示要注意断电前后，无线圈的支路电流方向是否变化．三、自感的典型应用——日光灯1．日光灯的电路如图7所示．图72．工作原理：日光灯在接通电源时，启动器首先导通，又立即断开，在断开的瞬间，由于自感现象，镇流器产生很高的自感电动势，而使灯管快速启动．3．镇流器的作用：日光灯启动时，镇流器提供瞬时高电压，而使气体放电；灯管发光后，镇流器又起着降压限流的作用．例4若将图8甲中启动器换为开关S1，并给镇流器并联一个开关S2，如图乙所示，则下列叙述正确的是()图8A．只把S3接通，日光灯就能正常发光B．把S3、S1接通后，S2不接通，日光灯就能正常发光C．S2不接通，接通S3、S1后，再断开S1，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S2，日光灯仍能正常发光答案 C解析一般日光灯启动的瞬间把电源、灯丝、镇流器接通，然后启动器自动断开，靠镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电，所以启动时既要使题图乙中S3闭合，又需使S1瞬间闭合再断开，A 、B 错，C 对．正常工作时镇流器起降压限流作用，若把题图乙中S 2闭合，则镇流器失去作用，日光灯不能正常工作，D 错．1．(对自感系数的理解)关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( )A ．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大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答案 D2．(对自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是( )A ．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B ．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C ．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D ．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大答案 B解析 电感一定时，电流变化越快，ΔI Δt 越大，由E L ＝L ΔI Δt知，自感电动势越大，故A 错，B 对；线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C 错；当通过线圈的电流最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D 错．3．(对自感现象的理解)如图9所示，L 是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A 和B 是两个参数相同的灯泡，若将开关S 闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S ，则( )图9A ．开关S 闭合时，灯泡A 比B 先亮B ．开关S 闭合时，灯泡A 、B 同时亮，最后一样亮C ．开关S 闭合后，灯泡A 逐渐熄灭，灯泡B 逐渐变亮，最后亮度保持不变D ．开关S 断开瞬间，A 、B 闪亮一下逐渐熄灭答案 C解析 开关S 闭合时，由于L 的阻碍作用，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，此后，有电流流过L，且流过L的电流逐渐增大，流过A的电流逐渐减小，电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯比原来更亮且最后亮度保持不变，故C正确，A、B错误；开关S断开瞬间，B 中电流消失，故立即熄灭，由于线圈中产生自感电动势，且L和A构成回路，所以A闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误．4.(自感现象中的图像问题)如图10所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L 的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图像中，正确的是()图10答案 B解析闭合开关S后，灯泡D立即发光，电感线圈L中的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压逐渐增大，则路端电压U AB逐渐减小；电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，则开关断开前，电感线圈L所在支路电流小于灯泡所在支路电流，断开开关S后，电感线圈L中的原电流逐渐减小，导致电感线圈中出现感应电流从而阻碍原电流的减小，方向与原电流方向相同，电感线圈L与灯泡形成闭合回路，所以灯泡D中电流反向，并逐渐减小为零，即U AB反向并逐渐减小为零，故选B.5.(日光灯工作原理)家用日光灯电路如图11所示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是()图11A．镇流器的作用是将交流电变为直流电B．在日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是分开的C．日光灯发出的光是电流加热灯丝发出的D．日光灯发出的光是汞原子受到激发后直接辐射的答案 B解析镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，故A错误；电路接通后，启动器中的氖气停止放电(启动器分压少、辉光放电无法进行，不工作)，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，故B正确．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内气体(通常是氩气)分子，使之迅速电离．在紫外线的激发下，管壁上的荧光粉发出近乎白色的可见光，故C、D错误．考点一自感现象分析1．如图1所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)．L A是一个灯泡，下列说法中正确的是()图1A．开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡B．开关S闭合后，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闭合瞬间及稳定时，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的电流答案 B解析开关S闭合瞬间，灯泡中的电流从a到b.开关S闭合后，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断开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有的向右的电流将逐渐减小，线圈和灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的电流，故B正确．2.如图2所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，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()图2A．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A2后灭D．接通时A2先达最亮，断开时A2后灭答案 A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组成的闭合回路中有感应电流，所以A1后灭．3．(多选)如图3所示，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是电阻不计、自感系数很大的线圈．下列说法正确的有()图3A．闭合S1，再闭合S2，A灯将变暗B．闭合S1，再闭合S2，B灯将变暗直至熄灭C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭D．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，B灯先亮一下然后变暗直至熄灭答案BCD4.如图4所示，电源电动势为E，其内阻不可忽略，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C，合上开关S，电路稳定后()图4A．电容器的带电荷量为CEB．灯泡L1、L2的亮度相同C．在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右D．在断开S的瞬间，灯泡L2立即熄灭答案 C解析合上开关S，电路稳定后，L1被短路，灯L1不亮，灯L2发光，B错误；由于电源有内阻，电容器两端电压U＜E，则电容器所带电荷量Q＜CE，A错误；断开S瞬间，通过L1的电流方向向右，C正确；断开S瞬间，电容器放电，L2过一会熄灭，D错误．5．如图5所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计．下列说法正确的是()图5A．S闭合瞬间，B先亮A后亮B．S闭合瞬间，A先亮B后亮C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭答案 D解析开关S闭合瞬间，线圈相当于断路，二极管正向导通，故电流可通过灯泡A、B，A、B灯泡同时亮，故A、B错误；因线圈的直流电阻为零，则当电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，当开关S断开瞬间B立即熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A仍是熄灭的，故C错误，D正确．6．在如图6所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为R L，则下列说法正确的是()图6A．闭合开关后，c先亮，a、b后亮B．断开开关时，N点电势高于M点电势C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关后，c立即熄灭，b闪一下后缓慢熄灭答案 B解析开关闭合瞬间，因线圈L的电流增大，产生自感电动势，则通过a的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；断开开关的瞬间，因线圈L的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，则N点电势高于M点，故B正确；L和a、b组成的闭合回路中有电流，由于原来通过a的电流小于通过b的电流，则开关断开的瞬间，b不会闪一下，而是与a一起缓慢熄灭，而c中没有电流，立即熄灭，故C、D错误．7．如图7所示的电路可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应()图7A．先断开开关S1B．先断开开关S2C．先拆去电流表A D．先拆去电阻R答案 B解析当开关S1、S2闭合稳定后，线圈中的电流由a→b，电压表右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开开关S1或先拆去电流表A或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表，故应先断开开关S2，故选B.8．(多选)在如图8所示电路中，L为自感系数很大的线圈，N为试电笔中的氖管(启辉电压约60 V)，电源电动势为12 V，已知直流电使氖管启辉时，辉光只发生在负极周围，则下列说法中正确的是()图8A．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．S接通后迅速切断时启辉，则辉光在电极b处答案AD解析S接通后，电源电动势约为12 V，而启辉电压约60 V，所以氖管不会亮，故A正确，B错误；接通后迅速切断时启辉，因线圈的电流变化，导致产生较大的感应电动势，从而氖管启辉发出辉光，而线圈产生感应电动势时，左端相当于电源正极，右端相当于负极，由题意可知，辉光在b端，故C错误，D正确．考点二自感现象中的图像问题9.如图9所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L<R.在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中，正确的是()图9答案 C10．(多选)在如图10所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1、D2的电流，则下列图像中能定性描述电流随时间变化关系的是()图10答案BC解析闭合开关S后，通过D1、D2和D3的电流都是由上向下，D1中电流逐渐增大为稳定电流，且D1中稳定电流为D2、D3中稳定电流的2倍，断开开关S后，由于自感现象，通过D1的电流方向不变，而电流大小不能突变，电流逐渐减为0，所以选项A错误，B正确；开关断开后，D2和D3中电流方向与原方向相反，大小由D1中的稳定电流值逐渐减为0，所以选项C正确，D错误．考点三日光灯的工作原理11．(多选)如图11甲所示为日光灯电路，图乙为启动器结构图．在日光灯正常工作的过程中()图11A．镇流器为日光灯的点亮提供瞬时高压B．镇流器维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作C．灯管点亮发光后，启动器中两个触片是接触的D．灯管点亮发光后，镇流器起降压限流作用使灯管在较低的电压下工作答案AD解析日光灯刚发光时，镇流器在启动时产生瞬时高压，故A正确；灯管点亮发光后，镇流器起降压限流作用使灯管在较低的电压下工作，故B错误，D正确；灯管正常发光后，启动器不再工作，启动器中两个触片是分离的，故C错误．12．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()答案 A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．当启动器动、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，不能使灯管内气体导电，选项D错误．13．如图12所示电路中，灯泡L1、L2、L3完全相同，线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管．下列说法正确的是()图12A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭答案 B14.(多选)如图13所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，再闭合S2，等电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是()图13A．B灯立即熄灭B．A灯亮一下后熄灭C．有电流通过B灯，方向为c→dD．有电流通过A灯，方向为b→a答案AD解析S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L没有自感作用，可知线圈L的电阻也为R，在S2、S1都闭合且稳定时，I A＝I B，当S2闭合、S1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过A灯的电流方向变为b→a，A灯缓慢熄灭，故选项B错误，D正确；由于定值电阻R没有自感作用，故断开S1时，B灯立即熄灭，故选项A正确，C错误．。
自感现象的理解与计算
自感现象的理解与计算一、对自感现象的理解对自感现象的理解，要抓住关键：楞次定律——E 自阻碍电路中电流I 的变化。
对于这句话，有如下两点理解：其一，增反减同——电路中电流增加，则自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流增加；电路中的电流减小，则自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流减小。
其二，线圈中的电流只能从原来的值逐渐变化——原来电流是零，则接通电路时，线圈中的电流只能从零逐渐增加；原来线圈中的电流为I L ，则电路断开时，线圈中的电流只能从I L 逐渐减小，感应电流的方向也维持原来线圈中电流的方向。
【例1】如图电路中，自感线圈的直流电阻R L 很小（可忽略不计），自感系数L 很大。
A 、B 、C 是三只完全相同的灯泡，则S 闭合后（）A ．S 闭合瞬间，B 、C 灯先亮，A 灯后亮B ．S 闭合瞬间，A 灯最亮，B 灯和C 灯亮度相同C ．S 闭合后，过一会儿，A 灯逐渐变暗，最后完全熄灭D ．S 闭合后，过一会儿，B 、C 灯逐渐变亮，最后亮度相同[解析]S 闭合前，L 中的电流为0，当S 闭合时，L 中的电流只能从原来的值0逐渐增加，因此，S 闭合瞬间，L 相当于断路，电流从A 流向B 、C ，C B A I I I +=、C B I I =，故B 正确。
S 闭合后，过一会儿，电路中电流达到稳定，L 中电流不变，不再有自感电动势，因此相当于导线，由题意，L 的直流电阻R L 很小（可忽略不计），故A 被短路，A 灯最终熄灭，而B 、C 灯亮度相对原来增加，故C 、D 正确。
本题选BCD 。
【例2】(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯泡A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则()A.在电路甲中，断开S 后，A 将逐渐变暗B.在电路甲中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐变暗C.在电路乙中，断开S 后，A 将逐渐变暗D.在电路乙中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐变暗[解析]题图甲所示电路中，灯A 和线圈L 串联，原来电流I A =I L ，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，故A 灯逐渐变暗，选项A 正确，B 错误；题图乙所示电路中，R 和灯A 串联支路的电阻大于线圈L 的电阻，原来电流I A ＜I L ，，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，灯A 中最开始的电流I L 比原来I A 大，然后随着线圈中电流一起逐渐减小，故A 将先变得更亮，然后逐渐变暗。