物理选修3-2人教版　4.6互感和自感 (共25张PPT).ppt

第四章电磁感应第6节互感和自感 在在法拉第法拉第的实验中两个线圈并没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变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？生感应电动势呢？一、互感现象一、互感现象1. 1.当一个线圈中电流变化，在另一个当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称线圈中产生感应电动势的现象，称为为互感互感。 互感现象中产生的感应电动势，互感现象中产生的感应电动势，称为称为互感电动势互感电动势。2.2.互感现象不仅发生于绕在同一铁芯互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间上的两个线圈之间, ,且可发生于任何两且可发生于任何两个个相互靠近相互靠近的电路之间的电路之间. .3 3、利用互感现象，可以把、利用互感现象，可以把能量能量从一个线从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在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。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收音机里的磁性天线. L 问题问题：K K接通瞬间，线圈接通瞬间，线圈L L本身中会不本身中会不会产生感应电动势？会产生感应电动势？K 灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来. .现象：现象：通电瞬间演示演示1 1电路接通时，电流由零开始增加，穿过线电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈圈L L的磁通量逐渐的磁通量逐渐增加增加，L L中产生的感应电中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向动势的方向与原来的电流方向相反相反，阻碍，阻碍L L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。时间。分析分析：演示演示2 2S S断开时，断开时，A A 灯突然闪亮一下灯突然闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象：思考与讨论：思考与讨论：P23P23断电瞬间二、自感现象二、自感现象1.由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。电磁感应现象，叫自感现象。2.2.自感现象中产生的电动势叫自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势. .3.3.自感电动势的作用：自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中原来的导体中原来的 电流变化。电流变化。 注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变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。慢了，即对电流的变化起延迟作用。自感电动势的方向自感电动势的方向增增 反反 减减 同同 导体电流导体电流增加增加时，阻碍电流增加，此时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向时自感电动势方向与原电流方向相反相反； 导体电流导体电流减小减小时，阻碍电流减小，此时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向时自感电动势方向与原电流方向相同相同. .三、自感系数三、自感系数1.1.自感电动势的大小：自感电动势的大小： 与与电流的变化率电流的变化率成正比成正比. .IELt2.2.自感系数自感系数 L-L-简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：决定线圈自感系数的因素： （2 2）自感系数的单位：自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。 常用单位：常用单位：毫亨毫亨mHmH 微亨微亨H H 实验表明，线圈越大实验表明，线圈越大, ,越粗越粗, ,匝数越多，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。自感系数比没有铁芯时大得多。 阅读教材阅读教材P24P24，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该，应该怎样理解？怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？ 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感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不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自大小决定于线圈的自感系数感系数. . 问题：问题：在断电自感的实验中，为什么开关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至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。四、磁场的能量四、磁场的能量问题：问题：在断电自感的实验中，为什么开关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至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。 开关闭合时线圈中有电流，电流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，把磁断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。场中的能量转化成电能。 1 1 应用：应用： 在交流电路中、在各种用电在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。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。如日光灯的镇流器等。 2 2 防止：防止：在切断自感系数很大、电流很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，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形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。开关。由于两根平行导线中由于两根平行导线中的电流方向的电流方向相反相反，它们，它们的磁场可以互相抵消，的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的影响减弱到可以忽略的程度。程度。 课堂训练课堂训练 演示自感的实验电路演示自感的实验电路图如右图所示，图如右图所示，L L是电感是电感线圈，线圈，A A1 1、A A2 2是规格相同是规格相同的灯泡，的灯泡，R R的阻值与的阻值与L L的的直流电阻值相同。当开直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观关由断开到合上时，观察到的自感现象是察到的自感现象是 比比 先亮，最后达先亮，最后达到同样亮。到同样亮。 L A1R A2 S R1A2A1课堂练习：课堂练习：1、关于自感现象，正确的说法是关于自感现象，正确的说法是：（：（ ）A、感应电流一定和原电流方向相反；、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、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；系数一定较大；C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线、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；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。、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。D2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，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两个电阻的阻值都是R，电键，电键S原来打开，电流为原来打开，电流为I0，今，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，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（这电动势（ ）A. 有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零减少到零B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变保持不变D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2 I0SRRI0LD 提示：线圈中的电流不能突变提示：线圈中的电流不能突变 3、同上题同上题的电路中，的电路中，L是一带铁芯的线圈，是一带铁芯的线圈，R为为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小的大小关系是（关系是（ ）A、接通时、接通时I1I2；B、接通时、接通时I2I2，断开时，断开时I1I2；D、接通时、接通时I1=I2，断开时，断开时I1I2。R2LR1SA1A2B4、如图如图AB是相同的小灯泡，是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，是带铁芯的线圈，电阻不记，调节电阻不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时发光，则在开关合上和断开时 （ ）A、两灯同时亮，同时灭、两灯同时亮，同时灭 B、合上、合上S，B比比A先达到正常发先达到正常发光状态光状态C、断开、断开S，AB两灯都不会立即两灯都不会立即灭，通过灭，通过AB两灯的电流方向都与原电两灯的电流方向都与原电流方向相同流方向相同D、断开、断开S时，时，A灯会突然闪亮一下后，再熄灭灯会突然闪亮一下后，再熄灭B5.家用日光灯电路如图示，家用日光灯电路如图示，S为为启动器，启动器，A为灯管，为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：确的是： （ ）A. 镇流器镇流器的作用是将交流电变为直流电的作用是将交流电变为直流电B. 在在日光灯的启动阶段，日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高 压，使灯管开始工作压，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 接辐射的接辐射的B C220VALS问题与 练习P25(1)(2)(3)