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自感现象 |
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实验专题研修
自感现象
小组成员：林晓丹、严云、 李翠苑、 程妍斐
一 、选题背景
随着科技的发展，日光灯等各种利用自感现象的新型灯具在生活中已十分普遍，而自感现象产生的原因及规律也引起了我们的兴趣，因此我们选择此课题进行研究。
二、实验原理
实验原理如图1-1所示，将器材组装好（图中R1、R2 为两只完全相同的电阻）。在该实验电路中，通过R1、R2
电流的变化与R1、R2 两端电压U1、U2的变化成正比，因此我们采用"电压-时间"图象进行实验研究。
三、实验过程及图象分析
按电路接好各原件后,先闭合开关K,然后再断开,我们得到如图(图1-2)的图象.
（图1-2）
我们通过对图象的观察发现:
①闭合电路瞬间, R1.两端电压瞬间达到最大值,而R2两端电压逐渐增大至最大值，两个最大值相同。
原因分析：通电瞬间,电路中的电流增大,使穿过线圈的磁通量也增加,线圈产生感应电动势阻碍线圈中电流的增大,于是与线圈串联的R2两端电压逐渐增大而R1两端电压瞬间达到最大值。
②断开电路瞬间, R1两端电压由正值变成负值,且其最大值的绝对值比原来小。
原因分析：断电瞬间,电路中电流减小,穿过线圈的磁通量也减小,电路中产生感应电动势阻碍线圈电流的减小.此时,尽管电源被断开,但是R1、R2与线圈仍形成闭合回路,通过R1的电流与原电流反向，如图1-3所示.因而R1
两端电压由正值变成负值。至于R1两端电压最大值的绝对值比原来小，是因为自感电动势在R1两端提供的电压比电源在R1两端提供的电压要小。
③断开电路瞬间 R1两端电压和R2两端电压的图象关于X轴对称.
原因分析：通过分析电路可以知道，此时R1、R2处于串联状态,通过它们的电流应该相等,而它们的电阻相等,所以R1、R2两端电压相等，而电压图象中图形的对称性正好说明了这一点。
④断开电路以后, R1.两端电压, R2两端电压从数值上均逐渐减小至零。
原因分析：R1、R2与线圈形成的闭合回路中电能逐渐减小，电流也就之间减小，所以, R1.两端电压和R2两端电压从数值上均逐渐减小至零.
四、教师点评：
1、 实验完成并解释得很好。在将实验图象进行了合理的解释之后，建议你们再把这些研究成果进行总结和概括。
2、 电路通电或断电的瞬间，由线圈产生的电动势叫做自感电动势，这个自感电动势又可能与什么因素有关呢？请你们继续研究。
五、教师命题：
在上述实验中，如果电阻R1大于R2，在通电之后，请你想象出由于自感现象在图象中应该出现怎样的实验图线。
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