人教版物理选修3-2 第4章第6节 互感和自感.ppt

高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第4章 第六节互感和自感高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道什么是互感知道什么是互感现现象和自感象和自感现现象象2知道互感知道互感现现象和自感象和自感现现象的利和弊，以及象的利和弊，以及对对它它们们的利用和防止的利用和防止3了解自感系数和自感了解自感系数和自感电动势电动势公式，知道自感系公式，知道自感系数的意数的意义义和决定因素及和决定因素及单单位位重点重点难难点：点：1.自感自感现现象的象的应应用用2自感自感现现象及自感系数、自感象及自感系数、自感电动势电动势的理解的理解高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第六六节节互互感感和和自自感感课前自主学案课前自主学案高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课前自主学案课前自主学案一、互感一、互感现现象象1互感：两个相互靠近的互感：两个相互靠近的线线圈，当一个圈，当一个线线圈中的圈中的电电流流_时时，它所，它所产产生的生的变变化的磁化的磁场场会在另一个会在另一个线线圈中圈中产产生生_的的现现象象2互感互感电动势电动势：_现现象中象中产产生的生的电动势电动势3互感的互感的应应用：利用互感用：利用互感现现象可以把象可以把_由一个由一个线线圈圈传递传递到另一个到另一个线线圈如圈如变压变压器、收音机的器、收音机的“磁磁性天性天线线”.变变化化感感应电动势应电动势互感互感电电能能高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件二、自感二、自感现现象象1自感：当一个自感：当一个线线圈中的圈中的电电流流_时时，在本身，在本身激激发发出出_的的现现象象2自感自感电动势电动势：由于：由于_电电流流变变化而化而产产生的生的电电动势动势.3自感自感电动势对电电动势对电流的作用：流的作用：电电流增加流增加时时，感，感应应电动势电动势_电电流的增加，自感流的增加，自感电动势电动势与原与原电电流方流方向向_；电电流减小流减小时时，自感，自感电动势电动势_电电流的流的减小，自感减小，自感电动势电动势与原与原电电流方向流方向_变变化化感感应电动势应电动势自身自身阻碍阻碍相反相反阻碍阻碍相同相同高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件亨利亨利H匝数匝数大小大小形状形状高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件四、磁四、磁场场的能量的能量自感自感现现象中，象中，线线圈中圈中电电流从无到有，磁流从无到有，磁场场从无到有从无到有时时，电电源把能量源把能量输输送送给给_，储储存在存在_中，中，电电流减小流减小时时，磁，磁场场中的能量中的能量释释放出来放出来转换为电转换为电能能.线线圈圈磁磁场场高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件核心要点突破核心要点突破一、一、对对自感自感电动势电动势的理解及自感的理解及自感现现象的分析思路象的分析思路1对对自感自感电动势电动势的理解的理解(1)产产生原因生原因通通过线过线圈的圈的电电流流发发生生变变化，化，导导致穿致穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量发发生生变变化，因而在原化，因而在原线线圈上圈上产产生感生感应电动势应电动势(2)自感自感电动势电动势的方向的方向当原当原电电流增大流增大时时，自感，自感电动势电动势的方向与原的方向与原电电流方向流方向相反；当原相反；当原电电流减小流减小时时，自感，自感电动势电动势方向与原方向与原电电流流方向相同方向相同(增反减同增反减同)高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(3)自感自感电动势电动势的作用的作用阻碍原阻碍原电电流的流的变变化，而不是阻止，化，而不是阻止，电电流仍在流仍在变变化，化，只是使原只是使原电电流的流的变变化化时间变长时间变长，即，即总总是起着推是起着推迟电迟电流流变变化的作用化的作用2对电对电感感线线圈阻碍作用的理解圈阻碍作用的理解(1)若若电电路中的路中的电电流正在改流正在改变变，电电感感线线圈会圈会产产生自生自感感电动势电动势阻碍阻碍电电路中路中电电流的流的变变化，使得通化，使得通过电过电感感线线圈的圈的电电流不能突流不能突变变(2)若若电电路中的路中的电电流是流是稳稳定的，定的，电电感感线线圈相当于一圈相当于一段段导线导线，其阻碍作用是由，其阻碍作用是由绕绕制制线线圈的圈的导线导线的的电电阻引阻引起的起的高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件3自感自感现现象的分析思路象的分析思路(1)明确通明确通过过自感自感线线圈的圈的电电流怎流怎样变样变化化(是增大是增大还还是减小是减小)(2)判断自感判断自感电动势电动势方向，方向，电电流增流增强强时时(如通如通电电)，自感自感电动势电动势方向与原方向与原电电流方向相反；流方向相反；电电流减小流减小时时(如断如断电电)，自感，自感电动势电动势与原与原电电流方向相同流方向相同(3)分析分析电电流流变变化情况，化情况，电电流增流增强强时时(如通如通电电)，由，由于自感于自感电动势电动势方向与原方向与原电电流方向相反，阻碍增加，流方向相反，阻碍增加，电电流逐流逐渐渐增大；增大；电电流减小流减小时时(如断如断电电)，由于自感，由于自感电电动势动势方向与原方向与原电电流方向相同，阻碍减小，流方向相同，阻碍减小，线线圈中圈中电电流方向不流方向不变变，电电流逐流逐渐渐减小减小高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1(2010年高考海南卷年高考海南卷)下列下列说说法正确的是法正确的是()A当当线线圈中圈中电电流不流不变时变时，线线圈中没有自感圈中没有自感电动势电动势B当当线线圈中圈中电电流反向流反向时时，线线圈中自感圈中自感电动势电动势的方的方向与向与线线圈中原圈中原电电流的方向相反流的方向相反C当当线线圈中圈中电电流增大流增大时时，线线圈中自感圈中自感电动势电动势的方的方向与向与线线圈中圈中电电流的方向相反流的方向相反D当当线线圈中圈中电电流减小流减小时时，线线圈中自感圈中自感电动势电动势的方的方向与向与线线圈中圈中电电流的方向相反流的方向相反高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件解析：解析：选选AC.由法拉第由法拉第电电磁感磁感应应定律可知，当定律可知，当线线圈圈中的中的电电流不流不变时变时，不，不产产生自感生自感电动势电动势，A对对；当；当线线圈中的圈中的电电流反向流反向时时，相当于，相当于电电流减小，流减小，线线圈中自感圈中自感电动势电动势的方向与的方向与线线圈中原圈中原电电流的方向相同，流的方向相同，B错错；当当线线圈中的圈中的电电流增大流增大时时，自感，自感电动势电动势阻碍阻碍电电流的增流的增大，大，线线圈中自感圈中自感电动势电动势的方向与的方向与线线圈中圈中电电流的方向流的方向相反，所以相反，所以选项选项C正确，同理可知正确，同理可知选项选项D错误错误.高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件二、通、断二、通、断电电自感中，灯泡亮度自感中，灯泡亮度变变化的分析化的分析1.在通在通电电自感中，并自感中，并联联的两个灯泡不同的两个灯泡不同时时亮起亮起如如图图461所示的所示的电电路，两灯泡路，两灯泡规规格相同，接通开关后格相同，接通开关后调节电调节电阻阻R，使，使两个灯泡亮度相同，然后断开两个灯泡亮度相同，然后断开电电路，路，再次接通的瞬再次接通的瞬间间图图461条件现象原因S闭合的瞬间A2先亮由于A2支路为纯电阻不产生自感现象A1逐渐亮起由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2.在断在断电电自感中，灯泡的亮度自感中，灯泡的亮度变变化化自感自感电动势电动势(的方向的方向)总总是要阻碍引起自感的是要阻碍引起自感的电电流的流的变变化，就好像感化，就好像感应电应电流的磁流的磁场总场总是要阻碍引起感是要阻碍引起感应应电电流的磁通量的流的磁通量的变变化一化一样样自感自感电动势电动势阻碍的阻碍的对对象象是是“电电流的流的变变化化”，而不是，而不是电电流本身流本身图图462高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(1)如果如果Rr，就有，就有I1I2，灯泡会先更亮一下才熄，灯泡会先更亮一下才熄灭灭.(2)如果如果Rr，灯泡会由原亮度，灯泡会由原亮度渐渐渐渐熄熄灭灭(3)如果如果Rr，灯泡会先立即暗一些，然后，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐渐渐熄熄灭灭.产产生自感生自感电动势电动势的效果体的效果体现为线现为线圈中圈中电电流在原来流在原来电电流流值值基基础础上逐上逐渐渐减小，而不是减小，而不是电动势电动势与与线线圈两端圈两端电电压压相等，自感相等，自感电动势电动势可以超出可以超出线线圈两端原圈两端原电压电压高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2在如在如图图463所示的所示的电电路中，路中，a、b为为两个完全两个完全相同的灯泡，相同的灯泡，L为为自感自感线线圈，圈，E为电为电源，源，S为为开关开关关于两灯泡点亮和熄关于两灯泡点亮和熄灭灭的先后次序，下列的先后次序，下列说说法正确法正确的是的是()A合上开关，合上开关，a先亮，先亮，b后亮；后亮；断开开关，断开开关，a、b同同时时熄熄灭灭B合上开关，合上开关，b先亮，先亮，a后亮；后亮；断开开关，断开开关，a先熄先熄灭灭，b后熄后熄灭灭图图463高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件C合上开关，合上开关，b先亮，先亮，a后亮；断开开关，后亮；断开开关，a、b亮亮一会再同一会再同时时熄熄灭灭D合上开关，合上开关，a、b同同时时亮；断开开关，亮；断开开关，b先熄先熄灭灭，a后熄后熄灭灭解析：解析：选选C.由于由于L是自感是自感线线圈，当合上圈，当合上S时时，自感，自感线线圈圈L将将产产生自感生自感电动势电动势，阻碍，阻碍电电流的的流流的的流过过，故有，故有b灯先亮，而灯先亮，而a灯后亮当灯后亮当S断开断开时时，a、b组组成回路，成回路，L产产生自感生自感电动势电动势阻碍阻碍电电流的减弱，由此可知，流的减弱，由此可知，a、b亮一会儿再同亮一会儿再同时时熄熄灭灭，故，故选项选项C正确正确高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如如图图464所示中灯所示中灯LA、LB完全相同，完全相同，带带铁铁芯的芯的线线圈圈L的的电电阻可忽略阻可忽略则则()AS闭闭合的瞬合的瞬间间，LA、LB同同时发时发光，光，接着接着LA变变暗，暗，LB更亮，最后更亮，最后LA熄熄灭灭BS闭闭合瞬合瞬间间，LA不亮，不亮，LB立即亮立即亮CS闭闭合瞬合瞬间间，LA、LB都不立即亮都不立即亮D稳稳定后再断开定后再断开S的瞬的瞬间间，LB熄熄灭灭，LA比比LB(原先亮度原先亮度)更亮更亮课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一通电自感现象的分析通电自感现象的分析例例例例1 1图图464高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【精精讲讲精析精析】S接通的瞬接通的瞬间间，L支路中支路中电电流从无到流从无到有有发发生生变变化，因此，化，因此，L中中产产生的自感生的自感电动势电动势阻碍阻碍电电流增加由于有流增加由于有铁铁芯，自感系数芯，自感系数较较大，大，对电对电流的阻流的阻碍作用也就很碍作用也就很强强，所以，所以S接通的瞬接通的瞬间间L中的中的电电流非常流非常小，即干路中的小，即干路中的电电流几乎全部流流几乎全部流过过LA.所以所以LA、LB会同会同时时亮亮又由于又由于L中中电电流很快流很快稳稳定，感定，感应电动势应电动势很快消失，很快消失，L的阻的阻值值很快就很快就变变得很小，得很小，对对LA起到起到“短路短路”作用，因作用，因此，此，LA便熄便熄灭灭这这里里电电路的路的总电总电阻比阻比刚刚接通接通时时小小,由由恒定恒定电电流知流知识识可知，可知，LB会比以前更亮会比以前更亮高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案答案】A【规规律律总结总结】在分析自感在分析自感现现象象时时要抓住两点：一要抓住两点：一是是线线圈在圈在电电路中的位置、路中的位置、结结构；二是构；二是电电路中原有路中原有电电流的流的变变化化规规律，如律，如电电流方向、流方向、电电流突然流突然变变化的情况化的情况等等高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变变式式训练训练1如如图图465所示，所示，电电路中路中电电源内阻源内阻不能忽略，不能忽略，R阻阻值值和和L的自感系数都很大，的自感系数都很大，A、B为为两个完全相同的灯泡，当两个完全相同的灯泡，当S闭闭合合时时，下列，下列说说法正确法正确的是的是()AA比比B先亮，然后先亮，然后A灭灭BB比比A先亮，然后先亮，然后B逐逐渐变渐变暗暗CA、B一起亮，然后一起亮，然后A灭灭DA、B一起亮，然后一起亮，然后B灭灭图图465高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件解析：解析：选选B.S闭闭合合时时，由于与，由于与A灯串灯串联联的的线线圈圈L的自的自感系数很大，故在感系数很大，故在线线圈上圈上产产生很大的自感生很大的自感电动势电动势，阻碍阻碍电电流的增大，所以流的增大，所以B比比A先亮，故先亮，故A、C、D错错.稳稳定后，由于与定后，由于与B灯接的灯接的电电阻很大，流阻很大，流过过B灯支路的灯支路的电电流很小，所以流很小，所以B灯逐灯逐渐变渐变暗，故暗，故B正确正确高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 图图466甲、乙甲、乙电电路中，路中，电电阻阻R和自感和自感线线圈圈L的的电电阻都很小，接通阻都很小，接通S，使，使电电路达到路达到稳稳定，灯定，灯泡泡A发发光，光，则则()类型二类型二断电自感现象的分析断电自感现象的分析例例例例2 2图图466高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件A在在电电路甲中，断开路甲中，断开S，A将将渐渐变渐渐变暗暗B在在电电路甲中，断开路甲中，断开S，A将先将先变变得更亮，然后得更亮，然后渐渐变渐渐变暗暗C在在电电路乙中，断开路乙中，断开S，A将将渐渐变渐渐变暗暗D在在电电路乙中，断开路乙中，断开S，A将先将先变变得更亮，然后得更亮，然后渐渐变渐渐变暗暗【思路点思路点拨拨】断断电电自感，要注意抓住自感，要注意抓住“电电流流”的的变变化情况来分析灯泡是否突然化情况来分析灯泡是否突然变变亮亮高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【精精讲讲精析精析】电电阻阻R和自感和自感线线圈圈L的的电电阻都很小，阻都很小，图图467中，中，闭闭合合S时时，I1I2，断开，断开S后，通后，通过过灯泡的灯泡的电电流在流在I1的基的基础础上上变变小，所以乙小，所以乙图图中灯泡会突然亮中灯泡会突然亮一下，然后一下，然后渐渐变渐渐变暗暗高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图467图图468【答案答案】AD高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【误误区警示区警示】断断电电自感中最容易判断失自感中最容易判断失误误的就是的就是一看是断一看是断电电自感，便自感，便错误错误地地认为认为灯泡会突然灯泡会突然变变亮亮实际实际上，在断上，在断电电自感自感现现象中，灯泡是否突然象中，灯泡是否突然变变亮，亮，取决于通取决于通过过它的它的电电流是否突然流是否突然变变大，要根据大，要根据题题意，意，分析分析电电路中路中电电流的大小流的大小高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变变式式训练训练2在在图图469所示所示电电路中，路中，L为电为电阻很阻很小的小的线线圈，圈，G1和和G2为为零点在表零点在表盘盘中央的相同的中央的相同的电电流流表当开关表当开关S闭闭合合时时，电电流表流表G1指指针针偏向右方，那偏向右方，那么当开关么当开关S断开断开时时，将出，将出现现的的现现象是象是()图图469高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件AG1和和G2指指针针都立即回到零点都立即回到零点BG1指指针针立即回到零点，而立即回到零点，而G2指指针缓针缓慢地回到零慢地回到零点点CG1指指针缓针缓慢回到零点，而慢回到零点，而G2指指针针先立即偏向左先立即偏向左方，然后方，然后缓缓慢地回到零点慢地回到零点DG1指指针针先立即偏向左方，然后先立即偏向左方，然后缓缓慢地回到零点慢地回到零点,而而G2指指针缓针缓慢地回到零点慢地回到零点高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件解析：解析：选选D.电电流表指流表指针针的偏的偏转转方向与方向与电电流的流向有流的流向有关根据关根据题题意，意，电电流自右向左流自右向左时时，指，指针针向右偏那向右偏那么，么，电电流自左向右流自左向右时时，指，指针应针应向左偏当开关向左偏当开关S断断开瞬开瞬间间，G1中中电电流立即消失，而流立即消失，而L由于自感作用，由于自感作用，电电流不能立即消失，流不能立即消失，电电流沿流沿L、G2、G1的方向在由的方向在由它它们组们组成的成的闭闭合回路中合回路中继续维继续维持一个短持一个短暂时间暂时间，即，即G2中的中的电电流按原方向自右向左逐流按原方向自右向左逐渐渐减减为为零，而零，而G1中中的的电电流和原方向相反，流和原方向相反，变为变为自左向右，和自左向右，和G2中的中的电电流同流同时时减减为为零；也就是零；也就是G1指指针针先立即偏向左方，然先立即偏向左方，然后后缓缓慢地回到零点，而慢地回到零点，而G2指指针缓针缓慢地回到零点，故慢地回到零点，故D项项正确正确高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 (2010年高考江年高考江苏苏卷卷)如如图图4610所示的所示的电电路中，路中，电电源的源的电动势为电动势为E，内阻，内阻为为r，电电感感L的的电电阻不阻不计计，电电阻阻R的阻的阻值值大于灯泡大于灯泡D的阻的阻值值在在t0时时刻刻闭闭合开关合开关S，经过经过一段一段时间时间后，在后，在tt1时时刻断开刻断开S.下列表示下列表示A、B两点两点间电压间电压UAB随随时间时间t变变化的化的图图象象中，正确的是中，正确的是()类型三类型三自感现象中的图象问题自感现象中的图象问题例例例例3 3图图4610高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图4611高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【自自主主解解答答】闭闭合合开开关关S后后，灯灯泡泡D直直接接发发光光，电电感感L的的电电流流逐逐渐渐增增大大，电电路路中中的的总总电电流流也也将将逐逐渐渐增增大大，电电源源内内电电压压增增大大，则则路路端端电电压压UAB逐逐渐渐减减小小；断断开开开开关关S后后，灯灯泡泡D中中原原来来的的电电流流突突然然消消失失，电电感感L中中的的电电流流通通过过灯灯泡泡形形成成的的闭闭合合回回路路逐逐渐渐减减小小，所所以以灯灯泡泡D中中电电流流将将反反向向，并并逐逐渐渐减减小小为为零零，即即UAB反反向向逐逐渐渐减小减小为为零，所以零，所以选项选项B正确正确高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案答案】B【规规律律总结总结】通通电时电时，线线圈中的圈中的电电流逐流逐渐渐增大增大到到稳稳定定值值，断，断电时电时，线线圈中的圈中的电电流方向不流方向不变变，电电流逐流逐渐渐减小减小高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变变式式训练训练3在如在如图图4612所示的所示的电电路中，路中，S闭闭合合时时流流过电过电感感线线圈的圈的电电流是流是2 A，流，流过过灯泡的灯泡的电电流流是是1 A，将，将S突然断开，突然断开，则则S断开前后，能正确反映断开前后，能正确反映流流过过灯泡的灯泡的电电流流I随随时间时间t变变化的化的图线图线是是图图4613中的中的()图图4612高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图4613高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件解析：解析：选选D.S断开后，断开后，线线圈圈产产生自感生自感电动势电动势与灯泡与灯泡构成回路，自感构成回路，自感线线圈中圈中电电流由流由2 A逐逐渐渐减小减小为为零，零，灯泡灯泡电电流反向并由流反向并由2 A逐逐渐渐减小减小为为零，故零，故D对对