2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册2.4 互感和自感 课件(共34张PPT)
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册2.4 互感和自感 课件(共34张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 9.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-20 17:40:17 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
选修必修二 第二章第四节
互感和自感
自感现象
穿过回路的磁通量发生变化时，将在回路中产生感应电动势；那么，当导体或线圈本身的电流变化从而磁通量变化时会产生什么现象呢？
互感现象
当一个线圈中的电流变化时，它是否也能在它本身激发出感应电动势呢？
互感现象
互感现象
电流I增大
磁通量Φ增大
I感与原电流I反向
电流I缓慢增大
自感现象
1、概念：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。
自感现象
【观察与思考】
实验1：探究通电时的自感现象。解释现象产生的原因。
现象：开关S闭合，灯泡L2立刻正常发光，L1逐渐发光。
原因：线圈发生电磁感应现象，产生感应电动势，阻碍L1发光。
自感现象
自感现象
电流I减小
磁通量Φ减小
I感与原电流I相同
电流I缓慢减小
自感现象
IA
IL
A
S
E
L
RL＜RA
IL＞IA
自感现象
1. 通电自感
2. 断电自感
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（1）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（2）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（2）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（3）如图（a），电源断开时，通过线圈 L 的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
更慢些
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（4）产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
线圈与灯泡组成新的回路，电流沿逆时针方向
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（5）开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？
相反
自感现象
（4）开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈 L 应该有什么要求？
（5）断开开关时，电路中的能量转化情况是怎样的？
线圈的直流电阻比灯泡小
线圈储存的磁场能转化为电能
自感现象
（6）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？
（7）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
图(a):灯泡L2闪亮一下，然后逐渐熄灭
图(b):灯泡L1闪亮一下，然后逐渐熄灭,灯泡L2马上熄灭
自感现象
实验现象：
在实验 1 中，开关 S 闭合瞬间，灯泡 L2 立刻正常发光，而与线圈 L 串联的灯泡 L1 却逐渐亮起来，过一段时间后两个灯泡才达到同样的亮度。
在实验 2 的电路(a)中，当开关 S 断开时，灯泡 L 并没有立即熄灭，而是逐渐熄灭． 在电路(b)中，断开开关 S 的瞬间，灯泡 L2 立即熄灭，灯泡 L1 却闪亮一下再逐渐熄灭．
自感现象
共同特点：
在闭合或断开开关时，通过线圈的电流发生了变化，导致通过线圈自身的磁通量发生了变化． 根据法拉第电磁感应定律，可知此时线圈中产生了阻碍自身磁通量变化的感应电动势。
当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”作用；
当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”作用；
自感现象
作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流
变化的作用。
方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；
当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。
自感系数
自感电动势遵循法拉第电磁感应定律：
线圈中变化的电流所激发的磁感应强度B 与电流的变化率成正比：
自感电动势与电流的变化率成正比：
L为自感系数，由线圈本身的构造决定；与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。
自感现象
问题1：请举例说明在生活、生产中，如何利用自感现象？
问题2：请举例说明自感现象有哪些危害。
自感现象
互感现象
情境1：如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一。
互感：线圈A中电流发生变化，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势，线圈B中感应电流的变化，同时也会在线圈A中产生相应的感应电动势。
互感现象
情境2：如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈和线圈之间有一定的距离，喇叭却能发生音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发生。
利用互感现象，我们可以将一个线圈中变化的信号传递到另外一个线圈． 在如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈L1和线圈L2之间有一定的距离，喇叭却能发出音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发声． 可见喇叭发出的声音是通过线圈L1和L2的互感作用，将收音机的音乐电信号传递给喇叭。
互感现象
如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一. 当线圈A中电流发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势。根据对称性思想，线圈B中感应电流的变化，同时也会在线圈A中产生相应的感应电动势。这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为互感电动势。
互感现象
A
B
互感现象
互感现象
①什么是音频信号？
②为什么能在扩音器上听见由手机输出的声音？
①音频信号：频率变化的电流信号
②A线圈中变化的电流（音频信号）—→变化的磁场—→ B线圈磁通量变化—→产生感应电流。
互感现象
互感现象
互感现象
选修必修二 第二章第四节
互感和自感
自感现象
穿过回路的磁通量发生变化时，将在回路中产生感应电动势；那么，当导体或线圈本身的电流变化从而磁通量变化时会产生什么现象呢？
互感现象
当一个线圈中的电流变化时，它是否也能在它本身激发出感应电动势呢？
互感现象
互感现象
电流I增大
磁通量Φ增大
I感与原电流I反向
电流I缓慢增大
自感现象
1、概念：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。
自感现象
【观察与思考】
实验1：探究通电时的自感现象。解释现象产生的原因。
现象：开关S闭合，灯泡L2立刻正常发光，L1逐渐发光。
原因：线圈发生电磁感应现象，产生感应电动势，阻碍L1发光。
自感现象
自感现象
电流I减小
磁通量Φ减小
I感与原电流I相同
电流I缓慢减小
自感现象
IA
IL
A
S
E
L
RL＜RA
IL＞IA
自感现象
1. 通电自感
2. 断电自感
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（1）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（2）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（1）电源断开时，线圈是否会出现感应电动势？
根据上述实验方案，思考并讨论下列问题。
（2）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（3）如图（a），电源断开时，通过线圈 L 的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
更慢些
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（4）产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
线圈与灯泡组成新的回路，电流沿逆时针方向
自感现象
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】
（5）开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？
相反
自感现象
（4）开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈 L 应该有什么要求？
（5）断开开关时，电路中的能量转化情况是怎样的？
线圈的直流电阻比灯泡小
线圈储存的磁场能转化为电能
自感现象
（6）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？
（7）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
图(a):灯泡L2闪亮一下，然后逐渐熄灭
图(b):灯泡L1闪亮一下，然后逐渐熄灭,灯泡L2马上熄灭
自感现象
实验现象：
在实验 1 中，开关 S 闭合瞬间，灯泡 L2 立刻正常发光，而与线圈 L 串联的灯泡 L1 却逐渐亮起来，过一段时间后两个灯泡才达到同样的亮度。
在实验 2 的电路(a)中，当开关 S 断开时，灯泡 L 并没有立即熄灭，而是逐渐熄灭． 在电路(b)中，断开开关 S 的瞬间，灯泡 L2 立即熄灭，灯泡 L1 却闪亮一下再逐渐熄灭．
自感现象
共同特点：
在闭合或断开开关时，通过线圈的电流发生了变化，导致通过线圈自身的磁通量发生了变化． 根据法拉第电磁感应定律，可知此时线圈中产生了阻碍自身磁通量变化的感应电动势。
当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”作用；
当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”作用；
自感现象
作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流
变化的作用。
方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；
当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。
自感系数
自感电动势遵循法拉第电磁感应定律：
线圈中变化的电流所激发的磁感应强度B 与电流的变化率成正比：
自感电动势与电流的变化率成正比：
L为自感系数，由线圈本身的构造决定；与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。
自感现象
问题1：请举例说明在生活、生产中，如何利用自感现象？
问题2：请举例说明自感现象有哪些危害。
自感现象
互感现象
情境1：如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一。
互感：线圈A中电流发生变化，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势，线圈B中感应电流的变化，同时也会在线圈A中产生相应的感应电动势。
互感现象
情境2：如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈和线圈之间有一定的距离，喇叭却能发生音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发生。
利用互感现象，我们可以将一个线圈中变化的信号传递到另外一个线圈． 在如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈L1和线圈L2之间有一定的距离，喇叭却能发出音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发声． 可见喇叭发出的声音是通过线圈L1和L2的互感作用，将收音机的音乐电信号传递给喇叭。
互感现象
如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一. 当线圈A中电流发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势。根据对称性思想，线圈B中感应电流的变化，同时也会在线圈A中产生相应的感应电动势。这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为互感电动势。
互感现象
A
B
互感现象
互感现象
①什么是音频信号？
②为什么能在扩音器上听见由手机输出的声音？
①音频信号：频率变化的电流信号
②A线圈中变化的电流（音频信号）—→变化的磁场—→ B线圈磁通量变化—→产生感应电流。
互感现象
互感现象
互感现象