物理自感和互感精品课件新人教版选修32市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第六节：互感和自感第六节：互感和自感第1页法拉第和他试验线圈法拉第和他试验线圈第2页 在法拉第试验中两个线圈并没有用导线连接，在法拉第试验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中电流改变时，在另一个线圈中为何当一个线圈中电流改变时，在另一个线圈中为何会产生感应电动势呢？会产生感应电动势呢？第3页收音机接收信号：收音机接收信号：第4页一、互感现象一、互感现象1 1、当一个线圈中电流改变，在另一个线圈中产生感应电当一个线圈中电流改变，在另一个线圈中产生感应电动势现象，称为动势现象，称为互感互感。互感现象中产生感应电动势，称。互感现象中产生感应电动势，称为为互感电动势。互感电动势。2 2、利用互感现象能够把能量从一个线圈传递到另一个线、利用互感现象能够把能量从一个线圈传递到另一个线圈，所以在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器圈，所以在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象制成。就是利用互感现象制成。第5页3 3、互感现象不但发生于绕在同一铁芯上两个线圈之间、互感现象不但发生于绕在同一铁芯上两个线圈之间,且且可发生于任何两个相互靠近电路之间。在电力工程和电子可发生于任何两个相互靠近电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作，这时要设法电路中，互感现象有时会影响电路正常工作，这时要设法减小电路间互感。减小电路间互感。第6页试验一试验一：2、再调整变阻器再调整变阻器R1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关然后断开开关S。1、先合上开关先合上开关S，调整变阻器，调整变阻器R电阻，使一样规格两个电阻，使一样规格两个灯泡灯泡A1和和A2明亮程度相同。明亮程度相同。L A1R A2 S R1第7页观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度改变情况。观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度改变情况。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串联灯泡串联灯泡A A1 1逐步亮逐步亮起来起来。现象：现象：第8页解释：在接通电路瞬间，电路中电解释：在接通电路瞬间，电路中电流增大，穿过线圈流增大，穿过线圈L磁通量也伴随增磁通量也伴随增大，因而线圈中必定会产生感应电大，因而线圈中必定会产生感应电动势，这个感应电动势妨碍线圈中动势，这个感应电动势妨碍线圈中电流增大，所以经过电流增大，所以经过A1电流只能逐电流只能逐步增大，灯泡步增大，灯泡A1只能逐步亮起来。只能逐步亮起来。问题：与线圈相连灯泡为何要过一会才亮？问题：与线圈相连灯泡为何要过一会才亮？第9页反馈训练1、试验一中，当电键闭合后，试验一中，当电键闭合后，经过灯泡经过灯泡A1电流随时间改变图电流随时间改变图像为像为 图；经过灯泡图；经过灯泡A2电流随电流随时间改变图像为时间改变图像为 图。图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1第10页试验试验二：二：1、把灯泡、把灯泡A和带和带铁芯铁芯 线圈线圈L并联在直流电路中。并联在直流电路中。2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。ALS第11页观察：当电路断开时，灯泡观察：当电路断开时，灯泡A亮度改变情况。亮度改变情况。现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。第12页解释：解释：在电路断开瞬间，经过线圈电流突然减弱，在电路断开瞬间，经过线圈电流突然减弱，穿过线圈磁通量也就很快降低，因而在线圈中产生感穿过线圈磁通量也就很快降低，因而在线圈中产生感应电动势。即使这时电源已经断开，但线圈应电动势。即使这时电源已经断开，但线圈L和灯泡和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流经过，组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流经过，所以灯泡不会马上熄灭。所以灯泡不会马上熄灭。第13页反馈训练2、在试验二中，若线圈在试验二中，若线圈L电阻电阻RL与灯泡与灯泡A电阻电阻RA相等，则电键相等，则电键 断开前后经过线圈电断开前后经过线圈电流随时间改变图像为流随时间改变图像为 图，经过灯泡电流图，经过灯泡电流随时间改变图像为随时间改变图像为 图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键，则电键 断开前后经过线圈电流随时间断开前后经过线圈电流随时间改变图像为改变图像为 图，经过灯泡电流图像为图，经过灯泡电流图像为 图。图。It A B C DItItItACBDALS第14页二、自感现象二、自感现象1、因为导体因为导体本身电流本身电流发生改变而产生电磁感发生改变而产生电磁感应现象，叫应现象，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生电动势叫、自感现象中产生电动势叫自感电动势自感电动势。自感电动势作用：妨碍导体中原来电流改自感电动势作用：妨碍导体中原来电流改变。变。注意：注意：“妨碍妨碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来，电流原来怎么改变还是怎么变，只是改变变慢了，即怎么改变还是怎么变，只是改变变慢了，即对电流改变起延迟作用。对电流改变起延迟作用。第15页慢一些慢一些沿已经有闭合回路流动沿已经有闭合回路流动不一致不一致线圈插铁芯线圈插铁芯第16页三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势大小：与电流改变率成正比、自感电动势大小：与电流改变率成正比2 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）决定线圈自感系数原因：）决定线圈自感系数原因：（2 2）自感系数单位：）自感系数单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。惯用单位：毫亨（惯用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（HH）试验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感试验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯线圈自感系数比没有系数越大。另外，带有铁芯线圈自感系数比没有铁芯时大得多。铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势能力第17页插入铁芯线圈自感系数变大插入铁芯线圈自感系数变大第18页什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大情况下，灯泡会会闪亮在自感系数很大情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。一下，然后熄灭或正常发光。当自感系数很大时，在开关断开和闭合瞬间，自当自感系数很大时，在开关断开和闭合瞬间，自感线圈会产生瞬时很高自感电动势，该电动势感线圈会产生瞬时很高自感电动势，该电动势会补充会补充A灯或灯或A2灯中电流，从而使灯中电流，从而使A灯或灯或A2灯中灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。电流突然变大，所以要闪亮一下。第19页自感系数很大有时会产生危害：第20页四、磁场能量四、磁场能量 问题：在断电自感试验中，为何开关断开问题：在断电自感试验中，为何开关断开后，灯泡发光会连续一段时间？甚至会比后，灯泡发光会连续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量角度加以讨论。原来更亮？试从能量角度加以讨论。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁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，开关断开时，线场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中能量转化成圈作用相当于电源，把磁场中能量转化成电能。电能。第21页五、自感现象应用五、自感现象应用 日光灯原理日光灯原理日光灯结构：日光灯结构：第22页1、日光灯开启时需要一个瞬时高压，正常发光时又需、日光灯开启时需要一个瞬时高压，正常发光时又需要一个低于要一个低于220V工作电压。工作电压。2、自感系数较大线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时、自感系数较大线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？高压，可谁来充当自动开关？开启器开启器 E自自 EE自自+EL A第23页日光灯工作原理日光灯工作原理第24页镇流器作用镇流器作用1、点燃时产生瞬时高压点燃时产生瞬时高压2、工作时降压限流、工作时降压限流第25页 阅读教材最终一段阅读教材最终一段P P2424，回答下列问题：，回答下列问题：1 1、线圈能够表达电、线圈能够表达电“惯性惯性”，应该怎样了解？，应该怎样了解？2 2、电、电“惯性惯性”大小与什么相关？大小与什么相关？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要妨碍线圈中电流改变，使线圈中电流不能马上要妨碍线圈中电流改变，使线圈中电流不能马上增大到最大值或不能马上减小为零增大到最大值或不能马上减小为零 电电“惯性惯性”大小决定于线圈自感系数大小决定于线圈自感系数 第26页小结小结1 1、当一个线圈中电流改变，在另一个线圈中产生当一个线圈中电流改变，在另一个线圈中产生感应电动势现象，称为感应电动势现象，称为互感互感。互感现象产生感应。互感现象产生感应电动势，称为电动势，称为互感电动势。互感电动势。2、因为导体因为导体本身电流本身电流发生改变而产生电磁感应现象，发生改变而产生电磁感应现象，叫叫自感现象自感现象。3 3、自感现象中产生电动势叫、自感现象中产生电动势叫自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势作用：妨碍导体中原来电流改变。）自感电动势作用：妨碍导体中原来电流改变。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈大小、形状、圈数及有没有：与线圈大小、形状、圈数及有没有铁心相关铁心相关5 5、磁场含有能量、磁场含有能量第27页 课堂训练课堂训练1、演示自感试验电路图如右图所表示，、演示自感试验电路图如右图所表示，L是电感线圈，是电感线圈，A1、A2是规格相同灯泡，是规格相同灯泡，R阻值与阻值与L直流电阻值相同。当开关由直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到自感现象是断开到合上时，观察到自感现象是 比比 先亮，最终到达一样亮。先亮，最终到达一样亮。A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻、上图中，电阻R电阻值和电感电阻值和电感L自感系数都很大，自感系数都很大，但但L直流电阻值很小，直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同灯泡。是两个规格相同灯泡。则当电键则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间，比比 先亮，最终先亮，最终 比比 亮亮。A1A2A2A1第28页 课堂训练课堂训练3、如图所表示电路中，、如图所表示电路中，D1和和D2是是两个相同小灯泡，两个相同小灯泡，L是一个自感系是一个自感系数相当大线圈，其阻值与数相当大线圈，其阻值与R相同。相同。在电键接通和断开时，灯泡在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗次序是亮暗次序是A.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B.接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D.接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭D1 D2L RSA第29页 课堂训练课堂训练 4、如图所表示，、如图所表示，L为自感系数较大线为自感系数较大线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键瞬间会有断开电键瞬间会有A.灯灯A马上熄灭马上熄灭 B.灯灯A慢慢熄灭慢慢熄灭C.灯灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯灯A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA第30页