高中物理选择性必修第二册2.4互感和自感（共24张ppt)
文档属性
| 名称 | 高中物理选择性必修第二册2.4互感和自感（共24张ppt) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-27 17:02:50 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第二章 电磁感应
2.4 互感和自感
选择性必修第二册
【学习目标】
1.了解互感现象及其应用。
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。
3.了解自感电动势的表达式 ,知道自感系数的决定因素。
4.了解自感现象中的能量转化。
产生电磁感应的条件是
什么？
在图-1接通Ｓ，B线圈会
不会产生感应电动势？为
什么
A
B
图—1
S
解析： 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势
【思考】
一、互感现象
1、概念: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，称为互感电动势。
2、应用:变压器、收音机的“磁性天线”
(利用互感现象可以把能量从一个线圈传递
到另一个线圈)，因此在电工技术和电子电路中有广泛应用。
变压器
收音机里的“磁性天线”
◎传递能量
◎传递信息
互感现象应用
× × × × ×
问题情景：
如图断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？
A
B
S
G
C
D
I
3、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。
互感现象的防止：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。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
磁环，
防止互感
在图-2中接通Ｓ，线圈
会不会产生感应电动势？
为什么
这种由于导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象是一种特殊的电磁感应现象
A
图—2
S
【思考】
二、自感现象
1、概念：由于导体本身的电流发生变化而对本身产生的电磁感应现象，叫自感现象。(“自我感应”)
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势
A1
A2
实验一：通电自感
实验一：通电自感
现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。
A2
A1
S接通
穿过线圈的电流I 增大
穿过线圈的磁通量增大
线圈产生感应电动势
A1灯逐渐亮
阻碍电流增大
结论1:电流增大时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的增大，方向与线圈中原电流方向相反
分析A1灯:
为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭
实验二：断电自感
实验二：断电自感
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才慢慢熄灭。
S断开
穿过线圈的电流I 减小
穿过线圈的磁通量减小
线圈产生感应电动势
灯逐渐熄灭
阻碍电流减小（补偿）
分析A灯:
结论2:电流减小时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的减小，方向与线圈中原电流方向相同
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
3、自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化。
注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。
二、自感现象
例1.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,其直流电阻阻值与R相同。在开关S闭合和断开时,灯泡A1和A2亮暗的顺序是( )
A.闭合时A1先达最亮,断开时A1后灭
B.闭合时A2先达最亮,断开时A1后灭
C.闭合时A1先达最亮,断开时A1先灭
D.闭合时A2先达最亮,断开时A1先灭
答案 A
例2.(多选)如图(a)(b)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,闭合开关S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )
A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
答案 AD
(1)三种状态
①线圈通电瞬间可把线圈看成断路；
②断电时自感线圈相当于电源；
③电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于短路。
小结：自感现象的“三种状态”“一个特点”
(2)一个特点
在发生自感现象时，电流不发生“突变”。
自感现象的应用
自感现象的防止
L很大
油浸开关
双线绕法
自感电动势
磁通量变化率
正比关系
电流变化率
正比关系
正比关系
自感电动势的大小与什么因素有关？
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
◆决定因素
线圈的匝数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
亨利（H）
◆物理意义:
◆单位：
甲 在铁芯上绕了几千匝的线圈，乙 空芯线圈，丙 一条导线弯了几匝的线圈
感应电动势大小
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，
比法拉第早一年；
1832年发现了电流的自感现象；
……
从来不申请专利
无偿贡献给社会
例3 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性质及有无铁芯决定
解析 自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的,故B、C错,D对;自感电动势不仅与自感系数有关,还与电流变化快慢有关,故A错。
答案 D
了解无线充电
谢谢大家
一、互感现象
二、自感现象
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
三、自感系数
课堂小结
第二章 电磁感应
2.4 互感和自感
选择性必修第二册
【学习目标】
1.了解互感现象及其应用。
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。
3.了解自感电动势的表达式 ,知道自感系数的决定因素。
4.了解自感现象中的能量转化。
产生电磁感应的条件是
什么？
在图-1接通Ｓ，B线圈会
不会产生感应电动势？为
什么
A
B
图—1
S
解析： 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势
【思考】
一、互感现象
1、概念: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，称为互感电动势。
2、应用:变压器、收音机的“磁性天线”
(利用互感现象可以把能量从一个线圈传递
到另一个线圈)，因此在电工技术和电子电路中有广泛应用。
变压器
收音机里的“磁性天线”
◎传递能量
◎传递信息
互感现象应用
× × × × ×
问题情景：
如图断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？
A
B
S
G
C
D
I
3、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。
互感现象的防止：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。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
磁环，
防止互感
在图-2中接通Ｓ，线圈
会不会产生感应电动势？
为什么
这种由于导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象是一种特殊的电磁感应现象
A
图—2
S
【思考】
二、自感现象
1、概念：由于导体本身的电流发生变化而对本身产生的电磁感应现象，叫自感现象。(“自我感应”)
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势
A1
A2
实验一：通电自感
实验一：通电自感
现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。
A2
A1
S接通
穿过线圈的电流I 增大
穿过线圈的磁通量增大
线圈产生感应电动势
A1灯逐渐亮
阻碍电流增大
结论1:电流增大时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的增大，方向与线圈中原电流方向相反
分析A1灯:
为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭
实验二：断电自感
实验二：断电自感
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才慢慢熄灭。
S断开
穿过线圈的电流I 减小
穿过线圈的磁通量减小
线圈产生感应电动势
灯逐渐熄灭
阻碍电流减小（补偿）
分析A灯:
结论2:电流减小时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的减小，方向与线圈中原电流方向相同
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
3、自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化。
注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。
二、自感现象
例1.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,其直流电阻阻值与R相同。在开关S闭合和断开时,灯泡A1和A2亮暗的顺序是( )
A.闭合时A1先达最亮,断开时A1后灭
B.闭合时A2先达最亮,断开时A1后灭
C.闭合时A1先达最亮,断开时A1先灭
D.闭合时A2先达最亮,断开时A1先灭
答案 A
例2.(多选)如图(a)(b)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,闭合开关S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )
A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
答案 AD
(1)三种状态
①线圈通电瞬间可把线圈看成断路；
②断电时自感线圈相当于电源；
③电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于短路。
小结：自感现象的“三种状态”“一个特点”
(2)一个特点
在发生自感现象时，电流不发生“突变”。
自感现象的应用
自感现象的防止
L很大
油浸开关
双线绕法
自感电动势
磁通量变化率
正比关系
电流变化率
正比关系
正比关系
自感电动势的大小与什么因素有关？
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
◆决定因素
线圈的匝数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
亨利（H）
◆物理意义:
◆单位：
甲 在铁芯上绕了几千匝的线圈，乙 空芯线圈，丙 一条导线弯了几匝的线圈
感应电动势大小
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，
比法拉第早一年；
1832年发现了电流的自感现象；
……
从来不申请专利
无偿贡献给社会
例3 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性质及有无铁芯决定
解析 自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的,故B、C错,D对;自感电动势不仅与自感系数有关,还与电流变化快慢有关,故A错。
答案 D
了解无线充电
谢谢大家
一、互感现象
二、自感现象
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
三、自感系数
课堂小结