人教版高二物理选修3-2第四章4．6互感和自感（共31张PPT）

(共31张PPT)
第四章　电磁感应
第6节　互感和自感
学习目标
1、了解互感现象及互感现象的应用。
2、掌握自感现象，能解释通电自感和断电自感。
3、了解自感系数由哪些因素决定，了解自然现象中的能量转化，知道自感系数的单位。
学习重点、难点
重点：互感现象与自感现象产生的原因及特点。
难点：运用自感知识解决实际问题。
教学目标
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
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.
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。
收音机里的磁性天线.
L
问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？
K
灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来.
现象：
通电瞬间
演示1
视19420467[1].flv频播放
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。
分析：
演示2
S断开时，A
灯突然闪亮一下才熄灭。
现象：
思考与讨论：P23
断电瞬间
演示断电自感并分析：
①断开电键时，线圈中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）
②电键断开时，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）
③通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？
（不可能，因为感应电流阻碍原电流的减小但不能阻止原电流的减小）
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，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。
自感电动势的方向
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.
三、自感系数
1、感应电动势的大小决定于什么？
（磁通量的变化率）
2、自感现象中的磁通量是由谁产生的？因此自感电动势的大小决定于什么？
自感现象中的磁通量是由原电流产生的，因此自感电动势的大小决定于原电流的变化率。
三、自感系数
1.自感电动势的大小：
与电流的变化率成正比.
2.自感系数
L----简称自感或电感
（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，线圈越大,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。
阅读教材P24，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.
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。
1
应用：
在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。
2
防止：在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。
四、磁场的能量
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。
　由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。
课堂训练
演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与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
1、关于自感现象，正确的说法是：（
）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；
D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。
√
2、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：（
）
A、接通时I1I2；
B、接通时I1C、接通时I1>I2，断开时I1D、接通时I1=I2，断开时I1√
3、右图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。
（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？
（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？
（1）两灯同时亮，但A灯由亮变得更加明亮，B灯由亮变暗，直到熄灭。
（2）A灯立即熄灭，B灯由更亮变暗，直到熄灭。
4、右图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是（
）
A、合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B、合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C、断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
D、断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
√
√
5、下图所示，两个电阻均为R，L的电阻及电池内阻均可忽略，S原来断开，电路中电流I0=。现将S闭合，于是电路中产生自感电动势，此自感电动势的作用是（
）
A、使电路的电流减小，最后由I0减到零
B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2I0
√
6、右图所示的实验中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光.下列说法中正确的是（
BC
）
A、当断开S时，灯A立即熄灭
B、当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭
C、启用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭
D、启用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭
√
√
7、在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，右图所示。其道理是（　　）
A、当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B、当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C、当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D、以上说法都不对
√
8、右图所示，一条形磁铁在图示位置由静止开始下落穿过采用双线绕成的闭合线圈，则条形磁铁从下落到穿过线圈的过程中可能做（
）
A、匀减速运动
B、匀速运动
C、非匀变速运动
D、自由落体运动
√
课堂小结
互感现象
自感规律
自感系数
应用