高中物理 4.6互感和自感 新人教選修32

互感和自感第四章電磁感應(yīng)第6節(jié)在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流（說(shuō)明產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）。思考1：ABS在圖中接通Ｓ，B線圈會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？為什么?開關(guān)S一、互感現(xiàn)象1、互感：當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感。互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。收音機(jī)里的磁性天線.??????????????????????????????×××××ABSGCDI問(wèn)題情景：如圖閉合開關(guān)瞬間，CD中會(huì)有感應(yīng)電流嗎？這是互感嗎？3、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，要設(shè)法減小互感。S接通瞬間，線圈L本身中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？思考2：AS二、自感現(xiàn)象1、自感：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。(“自我感應(yīng)”)2、自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì),用E表示。3、自感電動(dòng)勢(shì)作用：阻礙原線圈中的電流變化。導(dǎo)體電流增加時(shí)，阻礙電流增加，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；增反減同4.自感電動(dòng)勢(shì)的方向：導(dǎo)體電流減小時(shí)，阻礙電流減小，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同?，F(xiàn)象：燈泡A2立刻正常發(fā)光,燈泡A1逐漸亮起來(lái)。分析:電路接通時(shí),電流由零開始增加,穿過(guò)線圈L的磁通量逐漸增加,L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流方向相反,阻礙L中電流增加,即推遲了電流達(dá)到正常值的時(shí)間。演示實(shí)驗(yàn)1：A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡.閉合電鍵S,調(diào)節(jié)變阻器R,使A1、A2亮度相同,再調(diào)節(jié)R1,使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S.重新閉合S,觀察到什么現(xiàn)象?通電自感線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只是阻礙了原電流的的變化，而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值，A1最終會(huì)正常發(fā)光。說(shuō)明電流分析：i1i2i2i1It當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的圖像為___圖；通過(guò)燈泡A2的電流隨時(shí)間變化的圖像為___圖。ItItItItABCDCA.分析：在電路斷開的瞬間，通過(guò)線圈L的電流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈L中產(chǎn)生與原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。現(xiàn)象:S斷開時(shí),A燈突然閃亮一下才熄滅。演示實(shí)驗(yàn)2：接通電路,待燈泡A正常發(fā)光.然后斷開電路,觀察到什么現(xiàn)象?斷電自感iAiL電流分析：OtiiLiLiiiAiL1.當(dāng)iL＞iA時(shí),會(huì)閃一下,再逐漸熄滅；當(dāng)iL≤iA時(shí),不會(huì)閃,逐漸熄滅。2.原來(lái)的iL和iA哪一個(gè)大，要由L的直流電阻RL與A的電阻RA的大小來(lái)決定：如果RL≥RA，則iL≤iA；如果RL<RA，則iL>iA。iLiLii任何斷電現(xiàn)象時(shí)都會(huì)閃亮一下嗎?例：如圖，L為一個(gè)純電感線圈（直流電阻為零），A為一個(gè)燈泡，下列說(shuō)法正確的是：A、開關(guān)S接通瞬間無(wú)電流通過(guò)燈泡B、開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡C、開關(guān)S斷開瞬間無(wú)電流通過(guò)燈泡D、開關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a到b的電流，而在開關(guān)S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流LabASLab接通瞬間接通穩(wěn)定斷開分析：Lab接通瞬間接通穩(wěn)定斷開分析：1.如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會(huì)有A、燈A立即熄滅B、燈A慢慢熄滅C、燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D、燈A突然閃亮一下再突然熄滅LA

2.如圖所示，線圈的直流電阻為10Ω,燈泡電阻R=20Ω,線圈的自感系數(shù)很大,電源的電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì),則在閉合S的瞬間，通過(guò)L的電流為A,通過(guò)燈的電流為A;S閉合后電路中的電流穩(wěn)定時(shí)斷開S的瞬間,通過(guò)燈的電流為A，方向與原電流方向，燈泡（填會(huì)或不會(huì)）閃亮一下后熄滅。00.30.6相反LS會(huì)思考3：自感電動(dòng)勢(shì)與什么因素有關(guān)？為了使燈泡閃亮效果更明顯對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?三、自感系數(shù)1、自感電動(dòng)勢(shì)的大?。号c電流的變化率成正比2、L：自感系數(shù)——簡(jiǎn)稱自感或電感3、單位：亨利，簡(jiǎn)稱：亨，符號(hào)：H。常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多。由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場(chǎng)可以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。4.應(yīng)用：在交流電路中、在各種用電設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。(1)雙線繞法消除自感：①日光燈結(jié)構(gòu)：（2）日光燈原理：②鎮(zhèn)流器的作用——是自感系數(shù)很大的帶鐵心的線圈，啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)亮燈泡；正常工作時(shí)的線圈起降壓限制電流作用，保護(hù)燈管。③啟動(dòng)器的作用——自動(dòng)開關(guān)可用普通開關(guān)或短絕緣導(dǎo)線代替。正常工作時(shí)不起作用，可以去掉。瞬時(shí)開關(guān)瞬時(shí)高壓電源正常工作時(shí)降壓限流1.家用日光燈電路如圖，S為啟動(dòng)器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關(guān)于日光燈的工作原理，下列說(shuō)法正確的是：（）A.鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟夿.在日光燈的啟動(dòng)階段，鎮(zhèn)流器能提供一個(gè)瞬時(shí)高壓，使燈管開始工作C.日光燈正常發(fā)光時(shí)，啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片是分離的D.日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直接輻射的220VAL～S2.下列說(shuō)法正確的是（）A．日光燈開始工作時(shí)，需要啟動(dòng)器B．日光燈開始工作時(shí)，不需要鎮(zhèn)流器C．日光燈正常工作時(shí)，需要啟動(dòng)器D．日光燈正常工作時(shí)，不需要鎮(zhèn)流器5.自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：6.防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，形成電弧，在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)。思考4：為何通電時(shí)，與電感線圈相連的燈會(huì)延遲一會(huì)兒才達(dá)到最后的亮度？為何斷電時(shí)，和電感線圈組成閉合電路的燈會(huì)閃亮一下后才熄滅？四、磁場(chǎng)的能量1、通電自感：通電時(shí)，電能首先要轉(zhuǎn)化為線圈磁場(chǎng)能，然后再轉(zhuǎn)化為燈A1的電能，故燈A1過(guò)一會(huì)兒才亮。2、斷電自感：斷電前，線圈中有電流，則線圈中有磁場(chǎng)能，斷電后，線圈存有的磁場(chǎng)能通過(guò)燈釋放出來(lái)，使燈延遲熄滅。通電自感斷電自感有人借用力學(xué)中的術(shù)語(yǔ)，說(shuō)線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”。1.關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù)一定較大C、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感系數(shù)較大D、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大使電路的電流減小，最后減小為零有阻礙電流增大的作用，最后電流小于有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變有阻礙電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)?.如圖所示，兩個(gè)電阻均為R，電感線圈L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，S原來(lái)斷開，電路中電流，現(xiàn)將S閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是（）3.L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是（）

A、接通時(shí)I1<I2，斷開時(shí)I1>I2；

B、接通時(shí)I2<I1，斷開時(shí)I1=I2；

C、接通時(shí)I1>I2，斷開時(shí)I1<I2；

D、接通時(shí)I1=I2，斷開時(shí)I1<I2。R2LR1SA1A24.如圖AB是相同的小燈泡，L是帶鐵芯的線圈，電阻不計(jì)，調(diào)節(jié)R，電路穩(wěn)定時(shí)，兩燈泡都正常發(fā)光，則在開關(guān)合上和斷開時(shí)（）A、兩燈同時(shí)亮，同時(shí)滅B、合上S，B比A先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)C、斷開S，AB兩燈都不會(huì)立即滅，通過(guò)AB兩燈的電流方向都與原電流方向相同D、斷開S時(shí)，A燈會(huì)突然閃亮一下后，再熄滅9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/32023/1/3Tuesday,January3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/1/32023/1/32023/1/31/3/20237:33:52PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/1/32023/1/32023/1/3Jan-2303-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/32023/1/32023/1/3Tuesday,January3,202313、乍見翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2023/1/32023/1/32023/1/32023/1/31/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見青山。。03一月20232023/1/32023/1/32023/1/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/32023/1/32023/1/31/3/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/1/32023/1/303January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/1/32023/1/32023/1/32023/1/39、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/1/32023/1/3Tuesday,January3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/1/32023/1/32023/1/31/3/20237:33:52PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/1/32023/1/32023/1/3Jan-2303-Jan-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/1/32023/1/32023/1/3Tuesday,January3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/1/32023/1/32023/1/32023/1/31/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03一月20232023/1/32023/1/32023/1/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。一月232023/1/32023/1/32023/1/31/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/1/32023/1/303January202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/1/32023/1/32023/1/32023/1/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/1/32023/1/3Tuesday,January3,202310、閱讀一切好書如同和過(guò)去最杰出的人談話。2023/1/32023/1/32023/1/31/3/20237:33:52PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/1/3