高中物理必修三电磁感应现象（电磁感应现象中的自感现象）

一、自感现象的分析思路

1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)。

2.判断自感电动势方向，电流增强时(如通电时)，自感电动势方向与电流方向相反；电流减小时(如断电时)，自感电动势方向与电流方向相同。

3.分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)，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(如断电时)，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。

4.明确电路中元件与自感线圈的连接方式，若元件与自感线圈串联，元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律；若元件与自感线圈并联，元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律；若元件与自感线圈构成临时回路，元件成为自感线圈的临时外电路，元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律。

5.分析阻碍的结果，具体见下表

二、对通电自感和断电自感的理解

在处理通断电自感灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况。

断电前，灯泡电流I1取决于灯泡上的电压和灯泡自身电阻，断电后，灯泡电流取决于线圈中的电流，若线圈中电流断电前为I2，断电后逐渐减小，灯泡中电流也由I2逐渐减小。所以，若I2≤I1，灯泡中电流由I2逐渐减小，灯泡逐渐变暗；若I2>I1，灯泡中电流先增大后减小，灯泡先亮一下后逐渐变暗。

【名师点睛】

1.电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势。

2. 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。

3. 磁场的能量

自感现象中的能量转化仍然遵循能量守恒定律，其能量转化过程是这样的：闭合开关时，电源克服自感的阻碍作用做功，把电能储存在线圈中，此时，电能变成了磁场能；断开开关时，储存在线圈中的磁场能释放出来转化成小灯泡的电能，该电能又通过发光、发热，转变成了光能和内能。

自感实验告诉我们：磁场具有能量，磁场能够储存能量。

【典例1】如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略.R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大,电阻可忽略的线圈.开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是()

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

【审题指导】

(1) 电流变化时,电感线圈对电流的变化有阻碍作用。(2)电流稳定时,电感线圈相当于一段导线。

【典例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

方法提炼

1.对自感现象“阻碍”作用的理解

(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加，使其缓慢地增加；

(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势阻碍原电流的减小，使其缓慢地减小。

2.分析自感现象应注意

(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流逐渐变大，断电过程中，电流逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路；

(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”的判断：若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮，再慢慢熄灭。

【典例3】某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L，小灯泡A ，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()

A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大

【精选针对训练】

1. (多选)如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源。t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S。I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()

2. 在如图所示的电路中，LA、LB为两个完全相同的灯泡，L是自感线圈，在S闭合状态下，LA、LB都能正常发光。现突然断开S，则()

A.LA、LB会突然亮一下再熄灭 B.LA会突然亮一下再熄灭，LB突然熄灭

C.LA、LB同时熄灭 D.LB先熄灭，LA后熄灭

3. 在如图14所示的电路中，A1、A2、A3为额定功率、额定电压均相同的三个灯泡，L为电阻不计、自感系数很大的线圈。则下列说法正确的是()

A.开关S闭合的瞬间，三个灯同时亮

B.开关S闭合的瞬间，A2、A3同时亮，A1逐渐变亮

C.开关S断开的瞬间，A2、A3同时熄灭，A1逐渐熄灭

D.开关S断开的瞬间，A3立即熄灭，A2闪亮一下再逐渐熄灭

4. 如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的()

5. 如下图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到()

A. 灯泡变暗 B.灯泡变亮 C.螺线管缩短 D.螺线管长度不变

7. 如图所示的电路中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()

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

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