教科版_选修3-2_ 第一章 电磁感应 _ 6. 自感课件29张PPT
文档属性
| 名称 | 教科版_选修3-2_ 第一章 电磁感应 _ 6. 自感课件29张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-16 14:15:02 | ||
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文档简介
6 . 自感
*
*
被制成各种用途的线圈
各种用途的线圈元件
*
*
（一）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，叫做自感。
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。
*
【现象】在闭合开关S瞬间，D1立刻正常发光；D2逐渐亮起，要比D1迟一段时间才正常发光。
【原因分析】闭合开关S瞬间，线圈L自身的磁通量增加，产生感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，通过D2的电流不能立即增大，D2的逐渐变亮。
（1）通电自感现象
*
（1）通电自感现象
作出闭合开关S后，通过灯泡D2的电流随时间的变化图像
*
【现象】在断开开关S瞬间，灯泡D（闪）亮一段时间再熄灭。
【原因分析】断开开关S瞬间，线圈L的磁通量减小，产生感应电动势，线圈L 和灯泡D组成闭合回路，灯泡在短时间内继续发光，延迟熄灭。
（2）断电自感现象
*
（2）断电自感现象
作出灯泡D在闭合开关S前后，灯泡D的电流随时间变化的图像
【说明】灯泡D在闭合开关S后，当IL>ID时，灯泡D闪亮一下再熄灭。
*
通电自感中，开关接通瞬间，线圈L支路相当于断路（IL=0）；电路稳定时，线圈相当于导体。（电阻∞ R)
通电自感和断电自感的小结
断电自感中，开关断开瞬间，线圈L支路相当于电源（瞬时电流IL）。
*
（3）什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭呢？
在开关断开的瞬间，含有线圈L的支路中，线圈L相当于电源，电流I1不能立即减为0，而是逐渐减小，和含有灯A2 或灯A的支路构成闭合回路，如果I1大于原来通过灯A2或A的电流I2 ，则灯A2或A就会闪亮一下再熄灭。
*
（二）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
3.自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力
（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。
*
插入铁芯的线圈自感系数变大
*
（1）自感的危害：
（2）自感的消除——双线并绕：
在自感系数很大的电路中，切断电路瞬间产生很高的自感电动势，使开关闸刀与固定夹片之间的空气电离变成导体，这会烧坏开关，甚至危及工作人员安全。
两根平行导线中的电流大小相等、方向相反，它们的磁场（磁通量）相互抵消，电流变化时，不产生自感电动势，从而消除自感。
*
日光灯结构：
（三）自感现象应用—日光灯
*
1.日光灯启动时需要一个瞬时
高压，正常发光时又需要一个
低于220V的工作电压。
2.自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？
——启动器
E自 E
E自+E
L A
*
1.启动时产生瞬时高压
2.工作时降压限流
镇流器的作用
*
见教材选修3-2 P24页
日光灯工作过程
*
例1.如图所示，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 ___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图。
C
A
I
t
I
t
I
t
I
t
A B C D
0
0
0
0
*
使电路的电流减小，最后I0减小为零
有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0
例2.如图所示，两个电阻均为R，电感
线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，
S原来断开，电路中电流 ，
现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，
此自感电动势的作用是（ ）
D
*
例3、如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的
接线图正确的是：（ ）
D
*
1.关于自感现象，下列说法正确的是（ ）
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时，其自感系数一定较大
C.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大
D.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大
D
*
L A1
R A2
S R1
2.演示自感的实验电路图如图所示，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。
上图中，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。
A2
A1
A2
A2
A1
A1
*
3.如图所示的电路中，D1和D2是两个相
同的小灯泡，L是一个自感系数相当大
的线圈，其阻值与R相同。在电键接通
和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是
（ ）
A.接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B.接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C.接通时D1先达最亮，断开时D2后灭
D.接通时D2先达最亮，断开时D1后灭
D1 D2
L R
S
A
*
4.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
*
5.如图所示，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为___图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为___图；
若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为__图，通过灯泡的电流图像为__图。
A B C D
I
t
I
t
I
t
I
t
A
C
B
D
*
6.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，如图所示．其道理是（ ）
A．当电路中电流变化时两导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中电流变化时两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中电流变化时两导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
C
*
1.这种由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫做自感现象。
2.自感电动势：由导体自身的电流变化所产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。
3.通电自感与断电自感
4.自感系数物理意义:描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量决定因素。1H=103mH=106μH
5.自感现象应用—日光灯
*
*
*
被制成各种用途的线圈
各种用途的线圈元件
*
*
（一）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，叫做自感。
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。
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【现象】在闭合开关S瞬间，D1立刻正常发光；D2逐渐亮起，要比D1迟一段时间才正常发光。
【原因分析】闭合开关S瞬间，线圈L自身的磁通量增加，产生感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，通过D2的电流不能立即增大，D2的逐渐变亮。
（1）通电自感现象
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（1）通电自感现象
作出闭合开关S后，通过灯泡D2的电流随时间的变化图像
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【现象】在断开开关S瞬间，灯泡D（闪）亮一段时间再熄灭。
【原因分析】断开开关S瞬间，线圈L的磁通量减小，产生感应电动势，线圈L 和灯泡D组成闭合回路，灯泡在短时间内继续发光，延迟熄灭。
（2）断电自感现象
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（2）断电自感现象
作出灯泡D在闭合开关S前后，灯泡D的电流随时间变化的图像
【说明】灯泡D在闭合开关S后，当IL>ID时，灯泡D闪亮一下再熄灭。
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通电自感中，开关接通瞬间，线圈L支路相当于断路（IL=0）；电路稳定时，线圈相当于导体。（电阻∞ R)
通电自感和断电自感的小结
断电自感中，开关断开瞬间，线圈L支路相当于电源（瞬时电流IL）。
*
（3）什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭呢？
在开关断开的瞬间，含有线圈L的支路中，线圈L相当于电源，电流I1不能立即减为0，而是逐渐减小，和含有灯A2 或灯A的支路构成闭合回路，如果I1大于原来通过灯A2或A的电流I2 ，则灯A2或A就会闪亮一下再熄灭。
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（二）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
3.自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力
（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。
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插入铁芯的线圈自感系数变大
*
（1）自感的危害：
（2）自感的消除——双线并绕：
在自感系数很大的电路中，切断电路瞬间产生很高的自感电动势，使开关闸刀与固定夹片之间的空气电离变成导体，这会烧坏开关，甚至危及工作人员安全。
两根平行导线中的电流大小相等、方向相反，它们的磁场（磁通量）相互抵消，电流变化时，不产生自感电动势，从而消除自感。
*
日光灯结构：
（三）自感现象应用—日光灯
*
1.日光灯启动时需要一个瞬时
高压，正常发光时又需要一个
低于220V的工作电压。
2.自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？
——启动器
E自 E
E自+E
L A
*
1.启动时产生瞬时高压
2.工作时降压限流
镇流器的作用
*
见教材选修3-2 P24页
日光灯工作过程
*
例1.如图所示，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 ___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图。
C
A
I
t
I
t
I
t
I
t
A B C D
0
0
0
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使电路的电流减小，最后I0减小为零
有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0
例2.如图所示，两个电阻均为R，电感
线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，
S原来断开，电路中电流 ，
现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，
此自感电动势的作用是（ ）
D
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例3、如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的
接线图正确的是：（ ）
D
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1.关于自感现象，下列说法正确的是（ ）
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时，其自感系数一定较大
C.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大
D.对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大
D
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L A1
R A2
S R1
2.演示自感的实验电路图如图所示，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。
上图中，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。
A2
A1
A2
A2
A1
A1
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3.如图所示的电路中，D1和D2是两个相
同的小灯泡，L是一个自感系数相当大
的线圈，其阻值与R相同。在电键接通
和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是
（ ）
A.接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B.接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C.接通时D1先达最亮，断开时D2后灭
D.接通时D2先达最亮，断开时D1后灭
D1 D2
L R
S
A
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4.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
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5.如图所示，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为___图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为___图；
若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为__图，通过灯泡的电流图像为__图。
A B C D
I
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I
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A
C
B
D
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6.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，如图所示．其道理是（ ）
A．当电路中电流变化时两导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中电流变化时两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中电流变化时两导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
C
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1.这种由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫做自感现象。
2.自感电动势：由导体自身的电流变化所产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。
3.通电自感与断电自感
4.自感系数物理意义:描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量决定因素。1H=103mH=106μH
5.自感现象应用—日光灯
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