第6节 互感和自感精选文档.ppt

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1、第6节 互感和自感本讲稿第一页，共二十八页 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连在法拉第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变化时，在另一个线圈中接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？为什么会产生感应电动势呢？当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？知识回顾知识回顾本讲稿第二页，共二十八页1 1、当一个线圈中电流变化，当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为势的现象，称为互感互感。互感现。互感现象中产生的感应电动势，称为象中产生的感应

2、电动势，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、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间一铁芯上的两个线圈之间,且可且可发生于发生于任何两个相互靠近的电任何两个相互靠近的电路路之间之间.一、互感现象一、互感现象本讲稿第三页，共二十八页(2).延时继电器延时继电器典型事例典型事例(1).收音机里的收音机里的“磁性天线磁性天线”利用互感将广播信号从一个线圈利用互感将广播信号从一个线圈传送给另一线圈传送给另一线圈.KDCABS本讲稿第四页，共二十八页应用应用有效防止有效防止本讲稿第五页，共二十八页 为为什什么么灯灯 立立即即亮亮 灯灯 要要过过会会儿儿亮亮呢呢 A AB

3、B,?通通通通电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析本讲稿第六页，共二十八页 为为什什么么灯灯 立立即即亮亮 灯灯 要要过过会会儿儿亮亮呢呢 A AB B,?通通通通电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析本讲稿第七页，共二十八页演示实验演示实验1（通电自感）（通电自感）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逐渐逐渐亮起来亮起来。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的磁通量逐渐增加，的磁通量逐渐增加，L L中产生的感应电动势的中产生的感应电动势的方向与原来的

4、电流方向相反，阻碍方向与原来的电流方向相反，阻碍L L中电流增加，中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。即推迟了电流达到正常值的时间。现象现象分分析析本讲稿第八页，共二十八页二、二、自感自感1.1.自感现象自感现象由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面积的磁通变由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面积的磁通变化，从而在回路自身中产生感生电动势的现象叫化，从而在回路自身中产生感生电动势的现象叫自感现自感现象。象。本讲稿第九页，共二十八页 为为什什么么灯灯不不是是立立即即熄熄灭灭，而而要要闪闪亮亮一一下下才才熄熄灭灭.断断断断电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析本讲稿第十页

5、，共二十八页 为为什什么么灯灯不不是是立立即即熄熄灭灭，而而要要闪闪亮亮一一下下才才熄熄灭灭.断断断断电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析本讲稿第十一页，共二十八页演示演示实验实验2 2（断电自感）（断电自感）接通电路，待灯泡接通电路，待灯泡A A正常正常发光。然后断开电路，观察到发光。然后断开电路，观察到什么现象？什么现象？S S断开时，断开时，A A 灯突然灯突然闪亮一下闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象本讲稿第十二页，共二十八页1、自感现象中产生的电动势、自感现象中产生的电动势 -叫叫自感电动势自感电动势。自感电动势的作用：自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中导体中原来的电

6、流变化。原来的电流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎，电流原来怎么变化么变化还是怎么变，还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的只是变化变慢了，即对电流的变化起变化起延迟作用延迟作用。本讲稿第十三页，共二十八页 当原电流当原电流增大增大时，自感电动势的方向与原电时，自感电动势的方向与原电流方向流方向相反相反，阻碍原电流的增大，阻碍原电流的增大当原电流当原电流减小减小时，自感电动势的方向与原电时，自感电动势的方向与原电流方向流方向相同相同，阻碍原电流的减小，即，阻碍原电流的减小，即“增反减增反减同同”线圈本身产生的感应电动势线圈本身产生的感应电动势总是阻碍总是阻碍线圈中

7、线圈中原电流的变化原电流的变化2、自感电动势的方向、自感电动势的方向本讲稿第十四页，共二十八页自感电动势自感电动势 磁通量变化率磁通量变化率 正比于正比于电电 流流 变变 化化 率率 正比于正比于正比于正比于本讲稿第十五页，共二十八页对同一线圈对同一线圈:电流变化快电流变化快,穿过线圈的穿过线圈的磁通量变化快磁通量变化快线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就大电动势就大.电流变化慢电流变化慢,穿过线圈的穿过线圈的磁通量变化慢磁通量变化慢线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就小电动势就小.对不同线圈对不同线圈:电流变化快慢一样电流变化快慢一样,自感电动势不同自感电动势不同本讲稿第十六页，共二

8、十八页3、自感系数、自感系数自感电动势的表达式自感电动势的表达式E=，其中其中L叫做自感系数，简称叫做自感系数，简称自感自感或或电感电感单位：亨利（亨）单位：亨利（亨）常用单位：常用单位：mH HL是与线圈自身有关的物理量，与是与线圈自身有关的物理量，与线圈的匝数、铁芯的结构和材质等线圈的匝数、铁芯的结构和材质等有关。有关。E感感=E感感=E感感本讲稿第十七页，共二十八页思考：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，思考：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？甚至会比原来更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论。亮？试从能量的角度加以讨论。开

9、关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，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，把磁场开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。中的能量转化成电能。三、磁场的能量三、磁场的能量本讲稿第十八页，共二十八页1在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的一个线圈中的电流变化时，它所产生的_会在另一个线圈中会在另一个线圈中产生产生_这种现象叫做这种现象叫做_2当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅当一个线圈中的电流变化时，它产生

10、的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出在邻近的电路中激发出_，同样也在它本身激发出，同样也在它本身激发出_这种现象称为这种现象称为_3自感电动势正比于自感电动势正比于_，公式为，公式为_，其中，其中L叫做叫做_，它的单位是，它的单位是_，符号是，符号是_1变化的磁场感应电动势互感变化的磁场感应电动势互感2感应电动势感应电动势自感感应电动势感应电动势自感3电流的变化率电流的变化率EL 自感系数亨利自感系数亨利H课堂小结：课堂小结：本讲稿第十九页，共二十八页变式迁移变式迁移 1.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正

11、确的是()A合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 B合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭 D合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭本讲稿第二十页，共二十八页解析：由于L是自感线圈，当合上开关S时，自感线圈L将产生自感电动势，阻碍电流的流过，故有b灯先亮，而a灯后亮当S断开时，a、b组成回路，L产生自感电动势阻碍电流的减弱，由此可知，a、b同时熄灭，故选项C正确答案：C本讲稿第二十一页，共二十八页 2如下图所示的电路，D1与D2是两个相同的小电灯，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相等由于自

12、感现象，在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2先后亮暗的次序是()A接通时，D1先达最亮，断开时，D1后熄灭 B接通时，D2先达最亮，断开时，D2后熄灭 C接通时，D2先达最亮，断开时，D2先熄灭 D接通时，D1先达最亮，断开时，D1先熄灭本讲稿第二十二页，共二十八页解析：当开关S接通时，流过L的电流增强，产生感应电动势的效果为“增反”所以瞬时电流几乎全部从灯D1通过，而后分别通过灯D2和R，所以D1先达最亮稳定以后，D1和D2两灯一样亮当开关S断开时，流过L的电流减弱，产生感应电动势的效果为“减同”(右正，左负)从而使L与D1组成的回路中仍有电流流过，所以D1后熄灭，D2先熄灭答案：A本讲稿第

13、二十三页，共二十八页 1(2011年山东济南)如图所示，a、b、c为三个完全相同的灯泡，L为自感线圈(自感系数较大，电阻不计)，E为电源，S为开关，闭合开关S，电路稳定后，三个灯泡均能发光，则()A断开开关瞬间，c灯熄灭，稍后a、b灯同时熄灭 B断开开关瞬间，流过a灯的电流方向改变 C闭合开关，a、b、c灯同时亮 D闭合开关，a、b灯同时先亮，c灯后亮基础巩固基础巩固本讲稿第二十四页，共二十八页解析：闭合开关S时，由于L的自感作用，流过a灯的电流逐渐增大，所以b、c灯先亮，a灯后亮，选项CD错误；断开开关瞬间，a、b灯构成闭合回路，由于L的自感作用，a、b灯的电流要逐渐减小，电流方向不变，所以

14、c灯立即熄灭，a、b灯稍后熄灭，选项A正确、B错误答案：A本讲稿第二十五页，共二十八页 如右图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是()AS1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光 BS1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光 CS3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光 D当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光能力提升能力提升本讲稿第二十六页，共二十八页解析：当S1接通，S2、S3断开时，电源电压200 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项A错误当 S1、S2接通，S3断开时，灯丝两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误只有当S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，选项C正确答案：C本讲稿第二十七页，共二十八页祝您本讲稿第二十八页，共二十八页