高中物理 人教版（2019）选择性必修 第二册 2.4 互感和自感（24张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中物理 人教版（2019）选择性必修 第二册 2.4 互感和自感（24张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-12 11:42:45 | ||
图片预览
文档简介
(共24张PPT)
第二章 电磁感应
2.4 互感和自感
目
录
CONTENTS
1 学习目标
2 新课导入
3 新课讲解
4 当堂小练
1.了解互感和自感现象，会用自感和互感解释简单的电磁现象.
2.会从法拉第电磁感应的视角认识自感现象，了解自感系数.
3.知道互感现象和自感现象的防止和应用.
学习目标
两个线圈A、B之间并没有导线相连线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么
新课导入
1. 定义
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。产生的电动势叫作互感电动势。
一、互感现象
新课讲解
2. 应用
互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
无线充电
变压器
能量转化
电能
磁场能
电能
内能
3. 危害
互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作。
互感的防止电路板 线圈的双线绕法
问题与思考
答案：两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
例. 如图甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A 环中电流 iA 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．t1 时刻，两环作用力最大
B．t2 和 t3 时刻，两环相互吸引
C．t2 时刻两环相互吸引，t3 时刻两环相互排斥
D．t3 和 t4 时刻，两环相互吸引
解析：t1 时刻B 中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2 和 t3 时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误，t4 时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。
当堂小练
1. 自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。
2. 自感电动势
由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
二、自感现象
新课讲解
如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。
为什么呢？
合作探究1：
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
合作探究2：
如图所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度，并思考：
（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的原因是什么？
现象：A1灯泡
A2灯泡
立即亮起来
逐渐变亮，最终一样亮
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
线圈L电流变化
磁通量变化
自身产生自感电动势
感应电流
自感
现象
阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同”
（1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同
通电自感的进一步实验和解释
如图用电流传感器收集开关断开前后通过灯泡A、线圈L的电流IA、IL随时间变化的数据：（1）若 RL=RA相等，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
（2）若 RL 远小于RA ，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
电流传感器
A
L
S
IA
IL
RL=RA
IA
IL
I
t
RL 远小于RA
IA
IL
I
t
实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率
L 自感系数简称自感或电感
单位：亨利 H
L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关
三、自感系数
约瑟夫·亨利
Henry Joseph
1797-1878
美国著名物理学家
1867年起，任美国科学院第一任院长
1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；
1830年发现电磁感应现象，
1832年发现了电流的自感现象；
……
在图2.4-3的实验中，开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是从哪里来的？
四、磁场的能量
1. 自感现象中的磁场能量
（1）线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。
2. 电的“惯性”
理解∶ 当线圈刚刚接通电源的时候。自感电动势阻碍线圈中电流的增加; 当电源断开的时候。自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，线圈能够体现电的"惯性"。
自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。
1.有关自感现象,下列叙述中正确的是：（ ）
A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零
B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化
C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大
D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大
B
当堂小练
2.如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( )
A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,A2和A1始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时,A2和A1都要过一会儿才熄灭
AD
S
A1
A2
L
3. 如图所示甲、乙中，自感线圈L的电阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是( )
A．在电路甲中，断开S，A将立即熄灭
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
D
4.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是—个理想电感线圈，下列说法正确的是( )
A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D．S闭合足够长时间后，B熄灭，而A发光
AC
5、某同学利用如图所示电路研究自感现象。电源的电动势为E，内阻不计，电感线圈L的电阻不计。在t=0时刻闭合开关S，电路稳定后，在t=t1时刻断开S，发现灯泡L闪亮一下后逐渐熄灭。若取由A到B的电流方向为电流的正方向，则下列图中表示通过灯泡D的电流随时间t变化的图像中正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
A
第二章 电磁感应
2.4 互感和自感
目
录
CONTENTS
1 学习目标
2 新课导入
3 新课讲解
4 当堂小练
1.了解互感和自感现象，会用自感和互感解释简单的电磁现象.
2.会从法拉第电磁感应的视角认识自感现象，了解自感系数.
3.知道互感现象和自感现象的防止和应用.
学习目标
两个线圈A、B之间并没有导线相连线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么
新课导入
1. 定义
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。产生的电动势叫作互感电动势。
一、互感现象
新课讲解
2. 应用
互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
无线充电
变压器
能量转化
电能
磁场能
电能
内能
3. 危害
互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作。
互感的防止电路板 线圈的双线绕法
问题与思考
答案：两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
例. 如图甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A 环中电流 iA 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．t1 时刻，两环作用力最大
B．t2 和 t3 时刻，两环相互吸引
C．t2 时刻两环相互吸引，t3 时刻两环相互排斥
D．t3 和 t4 时刻，两环相互吸引
解析：t1 时刻B 中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2 和 t3 时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误，t4 时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。
当堂小练
1. 自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。
2. 自感电动势
由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
二、自感现象
新课讲解
如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。
为什么呢？
合作探究1：
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
合作探究2：
如图所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度，并思考：
（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的原因是什么？
现象：A1灯泡
A2灯泡
立即亮起来
逐渐变亮，最终一样亮
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
线圈L电流变化
磁通量变化
自身产生自感电动势
感应电流
自感
现象
阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同”
（1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同
通电自感的进一步实验和解释
如图用电流传感器收集开关断开前后通过灯泡A、线圈L的电流IA、IL随时间变化的数据：（1）若 RL=RA相等，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
（2）若 RL 远小于RA ，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
电流传感器
A
L
S
IA
IL
RL=RA
IA
IL
I
t
RL 远小于RA
IA
IL
I
t
实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率
L 自感系数简称自感或电感
单位：亨利 H
L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关
三、自感系数
约瑟夫·亨利
Henry Joseph
1797-1878
美国著名物理学家
1867年起，任美国科学院第一任院长
1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；
1830年发现电磁感应现象，
1832年发现了电流的自感现象；
……
在图2.4-3的实验中，开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是从哪里来的？
四、磁场的能量
1. 自感现象中的磁场能量
（1）线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。
2. 电的“惯性”
理解∶ 当线圈刚刚接通电源的时候。自感电动势阻碍线圈中电流的增加; 当电源断开的时候。自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，线圈能够体现电的"惯性"。
自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。
1.有关自感现象,下列叙述中正确的是：（ ）
A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零
B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化
C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大
D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大
B
当堂小练
2.如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( )
A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,A2和A1始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时,A2和A1都要过一会儿才熄灭
AD
S
A1
A2
L
3. 如图所示甲、乙中，自感线圈L的电阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是( )
A．在电路甲中，断开S，A将立即熄灭
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
D
4.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是—个理想电感线圈，下列说法正确的是( )
A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D．S闭合足够长时间后，B熄灭，而A发光
AC
5、某同学利用如图所示电路研究自感现象。电源的电动势为E，内阻不计，电感线圈L的电阻不计。在t=0时刻闭合开关S，电路稳定后，在t=t1时刻断开S，发现灯泡L闪亮一下后逐渐熄灭。若取由A到B的电流方向为电流的正方向，则下列图中表示通过灯泡D的电流随时间t变化的图像中正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
A