【課件】互感和自感+課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

4互感和自感法拉第和他的實(shí)驗(yàn)線圈

在法拉第的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)線圈之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做互感。這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)。互感現(xiàn)象

利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈轉(zhuǎn)移到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。筆記一、互感現(xiàn)象1.定義：兩個(gè)線圈沒(méi)有導(dǎo)線相連，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。2.互感電動(dòng)勢(shì)：互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.注意：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，可發(fā)生于兩個(gè)相互靠近的線圈之間4.應(yīng)用與防護(hù)1)應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的“磁性天線”，延時(shí)繼電器筆記2)防止：電路板中防止相互干擾(雙線繞法)二、自感現(xiàn)象筆記演示實(shí)驗(yàn)1A1、A2使用規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R和

R1

，使A1、A2亮度相同且正常發(fā)光。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：燈泡A2立刻正常發(fā)光，然后變暗些，跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來(lái)。分析電路接通時(shí)，電流由零開(kāi)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)2電源內(nèi)阻和線圈L的電阻也不能忽略，電阻接通電路，待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開(kāi)電路，觀察到什么現(xiàn)象？1)現(xiàn)象：在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間燈A突然閃亮一下才熄滅。筆記2)分析：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，由于通過(guò)L的磁通量減少，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙磁通量的減少，感應(yīng)電流沿著L→A流動(dòng)，所以燈A會(huì)過(guò)一段時(shí)間才熄滅。思考與討論：1、電源斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)L的電流減小，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)的作用是使L中的電流減小得更快些還是更慢些？2、產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的線圈可以看做是一個(gè)電源、它能向外供電。由于開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)，線圈提供的感應(yīng)電流將沿著什么途徑流動(dòng)？3、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流與原來(lái)通過(guò)它的電流方向是否一致？更慢L-A-L逆時(shí)針相反4、當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡A是否會(huì)更亮一下？更亮一些的條件是什么？設(shè)A、L兩端電壓為U。筆記①若RA＞RL，有IA＜IL，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，通過(guò)燈泡的電流瞬時(shí)增大，燈泡會(huì)更亮一下。②若RA＜RL，有IA＞IL，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，通過(guò)燈泡的電流減小，燈泡不會(huì)更亮一下。筆記二、自感現(xiàn)象1.定義：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。2.自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)1)產(chǎn)生原因：通過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2)自感電動(dòng)勢(shì)的方向：當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同。3)自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙原電流的變化，起到延遲電流變化的作用3.注意：1)“阻礙”不是“阻值”，電流還是變化的筆記2)在自感現(xiàn)象中，通過(guò)線圈的感應(yīng)電流不可能大于原電流4.自感系數(shù)1)自感系數(shù)的大小：與電流的變化率成正比2)自感系數(shù)：描述電感線圈對(duì)其中電流的阻礙作用簡(jiǎn)稱自感電流，用L表示。3)決定線圈自感系數(shù)的因素：線圈的大小、形狀、圈數(shù)、是否有鐵芯等因素有關(guān)線圈長(zhǎng)度越長(zhǎng)、線圈越大、匝數(shù)越多、它的自感系數(shù)越大給線圈中加入鐵芯，自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯大得多4)單位：亨利、簡(jiǎn)稱亨、符號(hào)：H其他單位：毫亨(mH)、微亨(μH)換算：1H=1000mH=1000000μH問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。

開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能。筆記5.磁場(chǎng)中的能量(磁場(chǎng)具有能量)1)通電自感：能量由電路轉(zhuǎn)移到了線圈中2)斷電自感：能量由線圈中轉(zhuǎn)移到了電路里6.電的“慣性”：自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙線圈中電流變化的“慣性”7.自感的應(yīng)用和防止應(yīng)用：日光燈防止：變壓器、電動(dòng)機(jī)日光燈原理1、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，L是電感線圈，A1、A2是相同的燈泡，R阻值與L的直流電阻值相同。當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是比先亮，最后達(dá)到同樣亮。A2A1

L

A1R

A2

S

R1課堂練習(xí)：

A2

A1

L

A1R

A2

S

R12、右圖中，電阻R的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很大，但L的直流電阻值很小，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵S閉合瞬間，比先亮，最后比亮。

A1A23、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(kāi)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LAA4.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D

5.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(kāi)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LAA6.如圖所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，R的阻值和L的自感系數(shù)都很大，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．A比B先亮，然后A滅B．B比A先亮，然后B逐漸變暗C．A、B一起亮，然后A滅D．A、B一起亮，然后B滅S閉合時(shí)

L阻礙電流的增大所以B比A先亮

穩(wěn)定后

由于