2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 2.4 自感和互感课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
互感和自感
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？
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。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
2、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
3、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，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
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。
二、自感现象
2、自感现象中产生的电动势 -----叫自感电动势。
自感电动势的作用：
阻碍导体中原来的电流变化。
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。
实验1
A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、 A2亮度相同且正常发光.
然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？
灯泡A2立刻正常发光，
跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。
现象
分析
实验2
接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？
S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
现象
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
对同一线圈:
电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快
线圈中产生的自感电动势就大.
电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢
线圈中产生的自感电动势就小.
对不同线圈:
电流变化快慢一样,自感电动势不同
1、自感系数 L ------简称自感或电感
三、自感系数
2、 自感系数 L 反映线圈 自身的性质.
（1）决定线圈自感系数的因素：
（2）自感系数的单位： 亨利 简称 亨 符号是 H
常用单位： 毫亨（mH） 微亨（μH）
实验表明，线圈越长，越粗，匝数越多，自感系数越大。
另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
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.
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。
四、磁场的能量
阅读教材最后一段P28，回答问题：
1、线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解？
2、电的“惯性”大小与什么有关？
当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值 或不能立即减小为零
电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数
1、演示自感的实验电路图如图所示，L是电感线圈，A1、A2是相同的灯泡，R阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮，最后达到同样亮。
A2
A1
L A1
R A2
S R1
练习：
A2 A1
L A1
R A2
S R1
2、右图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。
A1
A2
3、如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有( )
A . 灯A立即熄灭
B . 灯A慢慢熄灭
C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
L A
A
小 结
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。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
2、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。
3、自感现象中产生的电动势叫 自感电动势。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中 原来的电流变化。
（2）自感电动势大小：
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、 圈数及有无铁心有关
5、磁场具有能量