浅述自感现象中的“阻碍”作用.pdfVIP

浅述自感现象中的“阻碍”作用--第1页

浅述自感现象中的“阻碍”作用

根据法拉第电磁感应定律，线圈中只要磁通量发生变化，就会产生感应电动势。这个磁

通量的变化，可以是由外界变化引起的，也可以是由线圈的形变或流过自身的电流变化造成

的。自感现象是仅限于流过自身电流的变化引起周围磁场的变化所引起的电磁感应现象。在

自感现象中存在一种神秘的作用──“阻碍”作用。在实际教学中如何引导学生理解透“阻

碍”的作用，对于学生把握电磁感应知识、应用电磁感应知识处理问题相当重要。本文从不

同角度谈了自感现象的“阻碍”作用，还望各位同仁批评指正。

一、从实验演示观察“阻碍”

实验一：

在图1的电路中，两个灯泡和的规格相同，先闭合开关S，调节电阻R，使得两

个灯泡的亮度相同，再调节可变电阻,使它们都正常发光。然后断开开关S。重新接通电

路。注意观察，在开关闭合的瞬间两个灯泡的发光情况。

实验现象：灯立即变亮，灯逐渐变亮，最后两灯达到相同的亮度。

实验二：

按图2连接电路，其中线圈的电阻为,灯泡的电阻为。先闭合开关使灯泡发光，

然后断开开关。注意观察开关断开的瞬间灯泡的亮度。

浅述自感现象中的“阻碍”作用--第1页

浅述自感现象中的“阻碍”作用--第2页

注意：实验中多准备几组直流电阻不同的线圈。

实验现象：当＜时，灯泡A逐渐变暗。当＞时，灯泡A闪亮一下后逐

渐熄灭。

由以上两个实验可看出，电路中的线圈导致了灯泡出现逐渐变亮和逐渐变暗的异常现象。

二、从理论分析认识“阻碍”

自感现象是一种特殊的电磁感应现象。法拉第电磁感应定律完全适用于自感现象。

如图1所示，接通电路的瞬间，通过灯泡的电流立即增大到，根据法拉第电磁

感应定律，与线圈L相连的灯泡,由于电路中电流的增大使通过线圈L的磁通量增大，

从而在线圈L中产生了一个自感电动势与原电流方向相反。根据基尔霍夫第二定律和自

感线圈的“电磁惯性”，通过灯泡支路的电流只能渐变而不能突变到。

同理，如图2所示，当开关断开的瞬间，通过灯泡的电流立即减小为零，由于通过

线圈L的电流的减小，使得通过线圈L的磁通量减小，在线圈L中产生了一个自感电动

势与电流方向相同。使通过线圈L的电流只能渐变至零。由于电源支路已处于断

路状态，是灯泡电流，灯泡基本上可看作无自感的电阻，其“电磁惯性”可忽略，必

然发生突变。电流又不能突变，它只好流入灯泡支路从而迫使灯泡电流发生突变，这首

浅述自感现象中的“阻碍”作用--第2页

浅述自感现象中的“阻碍”作用--第3页

先是一个方向上的突变即从向右突变为向左。所以这个电流流过了灯A。当＜时，

灯A亮度缓慢变暗；当＞时，灯A要先闪亮一下再缓慢变暗直至熄灭。

由上面分析可看出，自感现象中的“阻碍”作用是楞次定律中“阻碍”作用的实际应用。

“阻碍”作用就是一种渐变的过程而不是突变。在自感现象中，自感电动势起“阻碍”作用，

“阻碍”通过线圈支路电流的变化。在这里特别强调是“阻碍”线圈支路电流的变化。如图

3所示，两灯泡、规格相同，R的阻值调到与