教科版_选修3-2_ 第一章 电磁感应 _ 6. 自感课件37张PPT

1.6自感
法拉第和他的实验线圈
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时，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.
如：变压器
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
通电自感现象
灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来.
现象：
通电瞬间
演示1
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：
断电自感现象
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
提示：断电前后情况比较
IL
IA
iL
iA
O
i
t
分析：
断电前通过A灯的电流是由电源提供的，根据电路中并联规律可知，线圈L的电阻由于很小，故电路中的电流大部分流过线圈L，有IL＞IA，断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现．
结论2：
当导体中原来的电流减小时，自感电动势阻碍其减小．
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
R
K
图 3
a
b
A
E
注意：
1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下
当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭
当IL2．断电实验中，线圈的电流方向不变，而灯电流方向与原来方向相反
3.原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与A的电阻RA的大小来决定。如果RL≥RA，则IL≤IA；如果RLIA。
b
1) 为了使灯泡闪亮效果更明显对线圈L应该有什么样的要求?
讨论:
2) 为了使灯泡持续更长时间对线圈L应该有什么样的要求?
2)自感电动势的作用：（延缓电流变化）
阻碍导体中原来电流的变化。
a.导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。
b.导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
自感电动势的方向：楞次定律（增反减同）
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
增 反 减 同
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.
4.自感电动势的大小：
与电流的变化率成正比.
三、自感系数
三.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。
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。
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。
　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。
自感防止
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。
L A1
R A2
S R1
A2
A1
课堂练习：
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、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
D
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（ ）
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到2 I0
S
R
R
I0
L
D
提示：线圈中的电流不能突变
3、 如图示电路，合上S时，发现电流表A1向左偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的偏转情况是：（ ）
A. A1向左，A2向右
B. A1向右，A2向左
C. A1 、A2都向右
D. A1 、A2都向左
L
R2
R1
S
A1
A2
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，指针左偏
断开S的瞬间， L中电流不能突变， A2向左偏，
通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方向与原来相反，指针右偏。
所以 A1向右，A2向左
B
4、同上题的电路中，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I2 C、接通时I1>I2，断开时I1 D、接通时I1=I2，断开时I1R2
L
R1
S
A1
A2
B
5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时 （ ）
A、两灯同时亮，同时灭
B、合上S，B比A先达到正常发光状态
C、断开S，AB两灯都不会立即
灭，通过AB两灯的电流方向都
与原电流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮
一下后，再熄灭
B
问题与 练习
P25(1)(2)(3)