2.4互感和自感课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
问题1：铝环为什么会跳起来？
Φ变化
产生E
产生I
线圈I变化
B变化
新课引入
1. 定义：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势叫互感电动势
注意：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。
一、互感现象
2. 互感现象的应用及防止：
应用：收音机天线、变压器
避免:电路板抗干扰布线
传递能量
传递信息
磁环
一、互感现象
问题2：一个线圈能发生电磁感应现象吗？
“千人震”实验
人人人
1.定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
原因：
导体本身电流变化，引起自身磁通量的变化。
二、自感现象
■如何设计实验电路？
■预测一下实验现象？
2. 实验探究自感规律
S
A
B
R
IA
B原
B感
E
IA
IB
■如何改进实验电路？
■如何解释实验现象？
电源
二、自感现象
IA
I
t
IB
S闭合
IL、φL增大
IL渐增
自感电动势
IL稳定
过程：
图像：
S
A
B
R
IA
B原
B感
E
IA
IB
二、自感现象
通电自感分析：
S
B
R
■预测一下实验现象？
■如何改进实验电路？
线圈中电流减少时，
又会怎么样呢？
■如何解释实验现象？
I
I
B原
E
I
B感
A
2. 实验探究自感规律
二、自感现象
断电自感分析
S断开
IL、φL减小
IL渐减
自感电动势
IL=0
过程：
图像：
S
I
I
B原
I
B感
A
IA
I
t
IA
IL
-IL
二、自感现象
问题3：在自感现象中，自感电动势起什么作用？
3. 自感电动势
(1) 作用：总是阻碍电流的变化，即延缓电流变化。
(2) 方向：电流增加时，阻碍电流增加，与原电动势(原电流)反向；电流减小时，阻碍电流减小，与原电动势(原电流)同向；增反减同
(3) 大小：与电流的变化率成正比
(4)自感系数L：比例系数L叫自感系数,简称“自感”或“电感”,自感系数L由线圈本身的性质决定,与线圈是否通电无关。
1) 决定因素： 与线圈的大小、形状、匝数及有无铁心有关。
2) 单位：亨利，简称亨，符号H；毫亨(mH)、微亨(μH)
1H=103mH=106μH
1H定义：如果通过线圈的电流在1S内改变1A时，产生的电动
势是1V，这个线圈的自感系数就是1H。
3) 物理意义：描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
4. 自感现象的应用
应用：日光灯启动、工作
应用：扼流圈
L很大
4. 自感现象的防止
油浸开关
双线绕法
问题4：在断电自感的实验中，开关断开切断了电路与电源的连接，灯泡却能闪亮一下？试从能量的角度加以解释。
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中（线圈开始储存能量，延缓电流增大.）
开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能（线圈释放能量，延缓电流减小。）
磁场也是能量的载体，通电线圈的能量是以磁场能量的形式储存在线圈磁场中。
三、磁场的能量
一、互感现象：
1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
2、应用：变压器、磁性天线
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
2、① 通电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的增大
② 断电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的减小
3、自感电动势
①自感电动势的大小：
②自感系数L：与线圈大小、形状、圈数、有无铁芯有关
三、磁场的能量
课堂总结
如图所示，是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则(　　)
A. 由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B. 由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C. 如果断开B线圈的开关S2，无延时作用
D. 如果断开B线圈的开关S2，延时将变长
S2闭合，S1断开时，线圈B中有感应电流，产生电磁感应作用
若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用
1
在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是零．在接通开关S时，则(　　)
A．在电路甲中，A将渐渐变亮
B．在电路甲中，A将先变亮，后渐渐变暗
C．在电路乙中，A将渐渐变亮
D．在电路乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭
在电路甲中，通过灯泡的电流只能慢慢增加
在电路乙中，通过自感线圈的电流逐渐增加，而通过灯泡的电流逐渐减小，流过线圈的电流最大时，通过灯泡的电流可以认为是零
自感线圈产生自感电动势来阻碍电流的流入
2
如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到(　　)
A．灯泡立即熄灭
B．灯泡逐渐熄灭
C．灯泡有明显的闪亮现象
D．只有在RL R时，才会看到灯泡
有明显的闪亮现象
若RL R，则IL IR，这样不会有明显的闪亮
电路稳定时，由于RL R，那么IL IR
S断开的瞬时，在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小，流过线圈的电流IL通过灯泡，由于IL IR，因此灯开始有明显的闪亮．
3
电流增大时，电流产生的磁场的磁通量增大，根据楞次定律和右手定则可判断自感电动势的方向与原电流方向相反
下列说法正确的是(　　)
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流不变时，线圈中有稳定的自感电动势
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
4
电流不变时，则电流产生的磁场的磁通量不变，不能产生自感电动势
1. 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
t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则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．
课堂练习
2.如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，R的阻值和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(　　)
A．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
S闭合时
L阻碍电流的增大
所以B比A先亮
稳定后
由于R阻值很大
流过B灯电流很小
所以B灯逐渐变暗
B正确
3.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻较小，则：(1)当开关S由断开变为闭合时，A灯泡的亮度将如何变化？
(2)当开关S由闭合变为断开时，
A灯泡的度又将如何变化？
S
A
L
马上亮，然后慢慢熄灭
闪亮一下，然后慢慢熄灭
4.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是(　　)
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
自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的
自感电动势的大小与自感系数有关
还与电流的变化率有关