2021-2022学年高二物理竞赛课件：自感应.pptx

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1、第六节第六节自感应自感应 2-3-6 自感应自感应 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。2-3-6 自感应自感应如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。2-3-6 自感应自感应8如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。实验指出：实验指出：II 自感现象自感现象由于回路自身电流

2、的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。2-3-6 自感应自感应8如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。II 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。实验指出：实验指出：2-3-6 自感应自感应L I=L=/I8如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。L自感系数自感系数，II 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中

3、产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。实验指出：实验指出：2-3-6 自感应自感应L I=L=/I8如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。L自感系数自感系数，单位：单位：亨利亨利（H）II 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。实验指出：实验指出：2-3-6 自感应自感应L I=L=/IN8=如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。L自感系数自感系数，单位：单位：亨利亨利（H）对于对

4、于N 匝线圈：匝线圈：II 2-3-6 自感应自感应 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。实验指出：实验指出：L I=L=/IN8=如果：回路几何形状、尺寸不变，如果：回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质。周围无铁磁性物质。L自感系数自感系数，单位：单位：亨利亨利（H）对于对于N 匝线圈：匝线圈：磁通链磁通链II 自感现象自感现象由于回路自身电流的变化，由于回路自身电流的变化，在回路中产生感应电动势的现象。在回路中产生感应电动势的现象。实验指出：实验指出：L I=L=/I 2-3-6 自感应自感应=L的

5、意义：的意义：若若，则，则I1L自感系自感系 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。数在数值数在数值。=L的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：数在数值数在数值自感系自感系。Nd=dtL的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势

6、：L数在数值数在数值自感系自感系。N()d=NddtdtL的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L数在数值数在数值自感系自感系。N()d=NddtddtdtL的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L数在数值数在数值自感系自感系。NLd=()d=dtNI()ddtddtdtL的意义：的意义：若若，则，则I1L

7、 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L数在数值数在数值自感系自感系。NLd=()d=dtNI()ddtddtddtLIdtddtLIL的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L=数在数值数在数值自感系自感系。NLd=()d=dtNI()ddtddtddtLIdtddtLL的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等

8、于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L=若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质，物质，数在数值数在数值自感系自感系。INLd=()d=dtNI()ddtddtddtLIdtddtLddtL0L的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L=若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质，则：物质，则：数在

9、数值数在数值自感系自感系。INLd=()d=dtNI()ddtddtLddtLIdtddtLddtL0L的意义：的意义：若若，则，则I1L 上等于回路中通过单位电流时，通上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。过自身回路所包围面积的磁通链数。自感电动势：自感电动势：L=ddtLI若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质，则：物质，则：数在数值数在数值自感电动势自感电动势自感系自感系。IddtILL=LddtLI讨论：讨论：I 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正dsddtI 0讨论：讨论：1.若：若：=LddtLII 与与I 方

10、向方向成右螺旋成右螺旋为正为正dsddtI0讨论：讨论：1.若：若：则：则：=LddtLI 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正IdsddtI0讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向相同方向相同，=LddtLI 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正IdsddtI0ddtI0L0讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向相同方向相同 若：若：，=LddtLI 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正IdsddtI0ddtI0讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向相同方向相同 若：若：则：则：，=LddtLI 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正IdsddtI0ddtI0

11、讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向相同方向相同 若：若：则：则：L与与I方向相反方向相反，=LddtLI 与与I 方向方向成右螺旋成右螺旋为正为正IdsddtI0ddtI0=LddtLI讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向相同方向相同 若：若：则：则：L与与I方向相反方向相反，2.L 的存在总是阻碍电流的变化，的存在总是阻碍电流的变化，L 是电是电磁惯性的一种表现。磁惯性的一种表现。=LddtLI 3.自感系数决定于回路的几何形状、尺寸自感系数决定于回路的几何形状、尺寸以及周围介质的磁导率。以及周围介质的磁导率。ddtI0ddtI0讨论：讨论：1.若：若：则：则：L与与I方向

12、相同方向相同 若：若：则：则：L与与I方向相反方向相反，2.L 的存在总是阻碍电流的变化，的存在总是阻碍电流的变化，L 是电是电磁惯性的一种表现。磁惯性的一种表现。已知：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率Sl 例例1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。IdlHl.=H已知：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率自感的计算步骤：自感的计算步骤：(先假设线圈中有电流 I)Sl 例例1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。HIdlHl.=B=H已知：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率SlB 例例

13、1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。自感的计算步骤：自感的计算步骤：(先假设线圈中有电流 I)dHIdlHl.=.BSB=HB已知：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率Sl 例例1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。自感的计算步骤：自感的计算步骤：(先假设线圈中有电流 I)dHIdlN=Hl.=.BSB=HB已知：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率Sl 例例1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。自感的计算步骤：自感的计算步骤：(先假设线圈中有电流 I)IdHIdlN=Hl.=.BSB=L=HB已知

14、：匝数已知：匝数N,横截面积横截面积S,长度长度l,磁导率磁导率LSl 例例1 试计算直长螺线管的自感。试计算直长螺线管的自感。自感的计算步骤：自感的计算步骤：(先假设线圈中有电流 I)HBLSln=HIHBLSln=HI=NlIHBLSlnB=H=HI=NlIHBLSlnB=H=HI=NlIl=INHBLSln.B dSB=H=HI=NlIl=INHBLSln.B dSB=H=HI=NBSlIl=INHBLSlnl.B dSB=H=HI=NIBSlNSIl=INHBLSlNnl.B dSB=H=HI=NIBSlNSIl=INHBLSlNnl.B dSB=H=HI=NIBSlNSIl=INlI

15、NS2HBLSlNn=l.B dSB=H=LIHI=NIBSlNSIl=INlINS2HBLSlNn=l.B dSB=H=LIHI=NIBSlNSIl=INlNS2lINS22lHBLSlNVn=l.B dSB=H=L=IHI=NIBSlNSIl=INlNS2lINS22ln2HBLSl 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。IIRR2r2H=IIIRR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。r2H=Ir2B=I，IIRR2 例例2 求一无限长同

16、轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。rd.B dS2H=Ir2B=IIIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。rl dd.B dSr2H=Ir2B=Ir2IIIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。rl dd.B dSr2H=Ir2B=IB dS=.r2IIIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自

17、感。已知：R1 1R2 2、。Rrl dd.B dSr2H=Ir2B=IB dS=.r2Il1R2drrr2IIIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。Rr()l dd.B dSr2H=Ir2B=IB dS=.r2Il1R2drr2IllnR1R2r2IIIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。Rr()l dd.B dSr2H=Ir2B=IB dS=.r2Il1R2drr2IllnR1R2r2IL=()2llnR

18、1R2IIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。Rr()l dd.B dSr2H=Ir2B=IB dS=.r2Il1R2drr2IllnR1R2r2IL=()2llnR1R2L=()2lnR1R20lL=单位长度的自感为：单位长度的自感为：IIlrdr，RR2 例例2 求一无限长同轴传输线单位长度的求一无限长同轴传输线单位长度的自感。已知：自感。已知：R1 1R2 2、。例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。NhR1R2、hR1R2R1R2 例例2 求一环形螺

19、线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、IdlHl.=NhR1R2R1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、IdlHl.=NHr2.I=NhR1R2R1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、IdlHl.=NHr2.I=NHr2IN=hR1R2R1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、IdlHl.=NHr2.I=NHr2IN=Br2IN=hR1R2R1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管

20、的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、d.B dS=IdlHl.=NHr2.I=NHr2IN=Br2IN=hdrrR1R2dSR1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、d.B dS=drIdlHl.=NHr2.I=NHr2IN=Br2IN=r2INhhdrrR1R2dSR1R2 例例2 求一环形螺线管的自感。求一环形螺线管的自感。已知：已知：R1 1R2 2。Nh、d.B dS=drr2INh=d.B dS=drr2INhdR=1R2r2IN hdrd.B dS=drr2INhdR()=1R2rlnR1R22IN hdr2IN hd

21、.B dS=drr2INhdR()=1R2rlnR1R22IN hdr2IN hN=2IN h2()lnR1R2d.B dS=drr2INhdR()=1R2rlnR1R2L=2IN hdr2IN hN=2IN h2()lnR1R2I2N h2()lnR1R2=d.B dS=drr2INhd电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTER

22、Y自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮合上闸刀开关后，此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线

23、圈线圈拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯缓慢变暗拉开闸刀后此灯缓慢变暗自感自感线圈线圈