高中物理选修3-2人教版4.6-互感和自感(共32张ppt)

(共32张PPT)
复习回顾：
1.产生感应电流、感应电动势的条件分别是什么？
2.描述楞次定律的内容
3.判断感应电流方向的步骤
4.法拉第电磁感应定律表达式？
4.6
互感和自感
一.互
感
1.定义：
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，这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势.
2.拓展：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.应用：利用互感现象可把能量由一个线圈传到
另一个线圈.
例:变压器
收音机里的磁性天线利用互感现象把电磁信号从一个线圈传递到另一个线圈
应
用
变压器
MP3
S
互感现象不但可以实现能量的传递，还能实现信息的传递。
■如何设计实验电路？
■预测一下实验现象？
思考与讨论
■当线圈中电流发生变化时，自身的回路中是否还有电磁感应现象呢？
S
A
B
R
IA
B原
B感
E
IA
IB
■如何改进实验电路？
■如何解释实验现象？
电源
4、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。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
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
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
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。
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
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
自感现象的应用
L很大
自感现象的防止
油浸开关
双线绕法
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、实验一中，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。
I
t
I
t
I
t
I
t
A
B
C
D
C
A
3、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
A2
A1
L
A1
R
A2
S
R1
4、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
问题与练习
如图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路。在拉开开关S的时候，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，使触头C（连接工作电路）立即离开；而是过一段短时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。
(1)当开关断开后，为什么电
磁铁还会继续吸住衔铁一段短
时间？
(2)如果线圈B不闭合，是否会
还会有延时效果？为什么？
如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻不计，则：
(1)当开关S由断开变为闭合时，A灯泡的亮度如何变化？
(2)当开关S由闭合变为断开时，
A灯泡的亮度又将如何变化？
问题与练习
S
A
L
5、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
6.
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
7、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I2C、接通时I1>I2，断开时I1D、接通时I1=I2，断开时I1R2
L
R1
S
A1
A2
B
8、家用日光灯电路如图示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：
（
）
A.
镇流器的作用是将交流电变为直流电
B.
在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高
压，使灯管开始工作
C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的
D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直
接辐射的
B
C
220V
A
L
～
S
9、
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