物理人教版（2023）選擇性必修第二冊2.4互感和自感（共19張ppt）

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第二章電磁感應(yīng)

第4節(jié)互感和自感

知識回顧

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？

當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。

問題

你能用所學(xué)知識解釋這一現(xiàn)象？

1.定義:兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的

變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。

一、互感現(xiàn)象

思考:怎樣才能使下圖中電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)？

2.互感電動勢

（1）互感現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

（2）互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。

3.互感的應(yīng)用

變壓器

收音機(jī)里的磁性天線

無線充電器

互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，也可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感。

防止互感的電路板

線圈的雙線繞法

4.互感的危害與防止

二、自感現(xiàn)象

1.定義:當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近

的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，也會在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢。

這種現(xiàn)象稱為自感，由自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。

2.對自感電動勢的理解:

當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；

當(dāng)原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同．

自感電動勢的作用：阻礙原電流的變化，起到推遲電流變化的作用．

猜想：閉合開關(guān)會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

3.通電自感

閉合開關(guān)S瞬間:燈A2立刻正常發(fā)光，A1卻比A2遲一段時間才正常發(fā)光。

4.斷電自感

猜想：斷開開關(guān)會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

若電路接通時，燈泡正常發(fā)光，

在斷開開關(guān)時，燈泡緩慢變暗直至熄滅，或閃亮一下再逐漸熄滅。

線圈的作用：

通電瞬間線圈相當(dāng)一個大電阻；

斷電瞬間線圈相當(dāng)一個電源；

電路穩(wěn)定時線圈相當(dāng)一根導(dǎo)線或一個定值電阻。

自感電動勢的大小:實(shí)驗(yàn)表明，自感電動勢正比于電流的變化率。

三、自感系數(shù)

L——自感系數(shù)，描述電感線圈

對其中電流的阻礙作用。

①.自感系數(shù)的大小由線圈本身特點(diǎn)決定。實(shí)驗(yàn)表明，線圈越長，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

沒有鐵芯時大得多。

②.自感系數(shù)的單位：亨利簡稱亨符號是H

常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）1H=103mH=106μH

思考：開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光還能維持一小段時間，能量是從哪里來的？

開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中；

開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。

四、磁場的能量

1.互感現(xiàn)象

2.自感現(xiàn)象

3.自感系數(shù)（1）自感電動勢的作用:阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化

（2）自感電動勢大小

自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無鐵心有關(guān)

4.磁場具有能量。

課堂小結(jié)

例.圖中L1和L2為電感線圈，實(shí)驗(yàn)時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同.下列說法正確的是(C)

A.圖甲中，A1與L1的電阻值相同

B.圖甲中，閉合開關(guān)S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流

C.圖乙中，變阻器R接入電路的阻值與L2的電阻阻值相同

D.圖乙中，閉合開關(guān)S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等

練習(xí)1.如圖所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值相等且小于燈泡A的電阻。下列說法正確的是（C）

A．接通S，燈泡A逐漸變亮

B．接通S，燈泡A立即變亮，然后逐漸熄滅

C．?dāng)嚅_S，燈泡A將先閃亮一下，然后逐漸熄滅

D．?dāng)嚅_S后的瞬間，通過燈A的電流方向跟斷開前的電流方向相同

練習(xí)2.某學(xué)生做自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)時，連接電路如圖所示，則（D）

A．閉合開關(guān)S，L1燈泡立刻變亮，且亮度不變

B．閉合開關(guān)S，L2燈泡逐漸變亮，然后亮度不變

C．電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，L1燈泡先閃亮一下后再熄滅

D．電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，L2燈泡先變亮后再逐漸熄滅

練習(xí)3．如圖所示，燈泡A、B完全相同，若線圈L的電阻為RL，且RL>RA（RA為燈泡A的電阻），則（A）

A．S閉合瞬間，燈A、B同時發(fā)光

B．S閉合瞬間，燈A不亮，燈B立即亮

C．穩(wěn)定后再斷開S的瞬間，燈A、B均閃亮一下熄滅

D．穩(wěn)定后再斷開S的瞬間，燈B立即熄滅，燈A閃亮一下熄滅

練習(xí)4．某同學(xué)用如圖所示的電路研究斷電自感現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開S，小燈泡漸漸