2022-2023学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册2.4 互感和自感 课件（16张PPT)

(共16张PPT)
2.4互感和自感
学习目标
1.通过实验了解互感和自感现象，会用自感与互感解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象市磁场能变化的一种表现。
2.会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。
3.知道互感现象与自感现象的防止和应用。
引入
A
B
问题：
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？
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
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。
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。
思考
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？
一、互感现象
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(左)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(右)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。
上述自感现象都有一个共同特点，即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。
【实验·总结】
自感现象广泛地存在于生活、生产之中。
日光灯、汽车发动机点火器、煤气灶电子点火器等都利用了这一原理。
自感现象也会产生危害，生产中的大型电动机一般都有自感系数很大的线圈。当
电路中开关断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关的闸刀和固定夹片之
间的空气电离而变成导体，形成电弧。这不仅会烧坏开关，甚至还会危害到操作人员的安全。因此，切断这种电路时必须采用特制的安全开关。
在行驶过程中的无轨电车，由于车身颠簸，
有可能导致车顶上的车弓在某个瞬间会脱
离电网线出现瞬间断电，此时电车内部的
线圈会产生一个较大的自感电动势，使电
弓与电网线之间的空气电离，从而闪现电
火花。
二、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。
（1）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。
（2）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。
2、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。
三、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 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：
三、自感系数
自感电动势与电流的变化率成正比：
1、 为自感系数，简称自感或电感，由线圈本身的构造决定；
2、物理意义：反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量；
3、自感系数的大小与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。
4、单位：亨利，简称亨，符号是H，1 mH=10-3 H，1 μH=10-6 H
四、生活、生产中的自感现象
阅读教材，回答以下问题：
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。
IL
IA
iL
iA
O
i
t
断电自感
绿色课堂
高效探究
增 反 减 同
4.自感电动势方向
导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反；
导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同.
自感现象
变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路
中的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开
关的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起
人身伤害。
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因此，电动机等大功率用电器的
开关应该装在金属壳中。最好使用油
浸开关，即把开关的接触点浸在绝缘
油中，避免出现电火花