高中物理自感和互感

4 6自感和互感 物理选修3 2第四章电磁感应 4 6自感和互感 1 发生电磁感应的条件是什么 2 怎样得到这种条件 3 下面电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗 如果左侧直流电源换成交流电源呢 问题 4 6自感和互感 互感现象 发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间的电磁感应现象 互感电动势 这种由互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势 互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间 而且可以发生于任何相互靠近的电路之间 1 互感 一 互感现象 1 练习课本25页1题 4 6自感和互感 2 互感的应用和防止 应用 变压器 收音机的 磁性天线 就是利用互感现象制成 防止 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 4 6自感和互感 二 自感现象 如图所示 在开关闭合或断开的瞬间 线圈本身是否也发生了电磁感应现象呢 1 自感现象 自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象 自感电动势 自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势 2 定义 4 6自感和互感 如图所示 闭合开关S瞬间 两个灯泡会有什么现象呢 现象 在闭合开关S瞬间 灯A2立刻正常发光 A1却比A2迟一段时间才正常发光 原因 由于线圈L自身的磁通量增加 而产生了感应电动势 这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化 即阻碍线圈中电流的变化 故通过A1的电流不能立即增大 灯A1的亮度只能慢慢增加 最终与A2相同 3 演示实验 4 6自感和互感 如图所示 断开开关S瞬间 灯泡会有什么现象呢 现象 在断开开关S瞬间 灯更亮一下 灯A过一段时间才熄灭 4 断电自感现象 原因 开关断开瞬间 由于通过L的磁通量减少 产生的感应电动势阻碍磁通量的减少 感应电流沿着L A流动 所以灯A会过一段时间才熄灭 4 6自感和互感 1 电源断开时 通过L的电流会减小 这时会出现感应电动势 感应电动势的作用是使L中的电流减小得更快些还是更慢些 2 产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源 它能向外供电 由于开关已断开 线圈提供的感应电流将沿着什么途径流动 3 开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致 5 自感现象 思考与讨论 4 6自感和互感 讨论 在如图所示的电路中 当开关S断开瞬间 灯泡A更亮一下的条件是什么 若RA RL 有IA IL 在断开开关的瞬间 通过灯泡的电流会瞬时增大 灯泡会更亮一下 若RA RL 有IA IL 断开开关后 通过灯泡的电流减小 灯泡不会更亮一下 6 自感现象 4 6自感和互感 7 自感的应用和防止 1 应用 日光灯 2 防止 变压器 电动机 4 6自感和互感 2 如图所示 L为自感系数较大的线圈 电路稳定后小灯泡正常发光 当断开开关S的瞬间会有 A 灯A立即熄灭B 灯A慢慢熄灭C 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D 灯A突然闪亮一下再突然熄灭 练习 A A 4 6自感和互感 3 如图 电阻R和自感线圈L的电阻值相等 接通S 使电路达到稳定状态 灯泡D发光 则 在电路 a 中 断开S D将渐变暗 在电路 a 中 断开S D将先变得更亮 然后渐渐变暗 在电路 b 中 断开S D将渐变暗 在电路 b 中 断开S D将先变得更亮 然后渐渐变暗A B C D 练习 D 4 6自感和互感 练习 4 如图所示的电路 开关原先闭合 电路处于稳定状态 在某一时刻突然断开开关S 则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是图中的 D 4 6自感和互感 练习 5 如图所示的电路中 A1和A2是完全相同的灯泡 线圈L的电阻可以忽略 下列说法中正确的是 A 合上开关S接通电路时 A2先亮 A1后亮 最后一样亮B 合上开关S接通电路时 A1和A2始终一样亮C 断开开关S切断电路时 A2立刻熄灭 A1过 会儿熄灭D 断开开关S切断电路时 A1和A2都要过一会儿才熄灭 AD 4 6自感和互感 一 互感现象1 互感互感现象互感电动势2 互感的应用和防止应用 变压器 收音机的 磁性天线 防止 电路板中防止相互干扰二 自感现象1 自感现象 会解析自感现象 2 自感的应用和防止应用 日光灯防止 变压器 电动机 小结 7 如图所示两个电阻均为R L的电阻及电池内阻均可忽略 S原来断开 电路中电流 现将S闭合 于是电路中产生自感电动势 此自感电动势的作用是 A 使电路的电流减小 最后由I0减到零B 有阻碍电流增大的作用 最后电流小于I0C 有阻碍电流增大的作用 因而电流总保持不变D 有阻碍电流增大的作用 但电流还是增大 最后变为2I0 4 6自感和互感 练习 D 4 6自感和互感 8 如图所示的四个日光灯的接线图中 S1为启动器 S2为开关 L为镇流器 能使日光灯正常发光的是 练习 AC S2 9 如图所示的电路中 L为电阻很小的线圈 G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表 当开关S闭合时 电流表G1指针偏向右方 那么当开关S断开时 将出现的现象是 A G1和G2指针都立刻回到零点B G1指针立刻回到零点 而G2指针缓慢地回到零点C G1指针立刻回到零点 而G2指针先立即偏向左方 然后缓慢地回到零点D G1指针先立即偏向左方 然后缓慢地回到零点 而G2指针缓慢地回到零点 4 6自感和互感 练习 D 4 6自感和互感 作业 课后练习P282 3 课后找个日光灯实物来观察 了解它的工作原理 然后思考下面的问题 如果做实验一定要注意用电安全 如果电容器两端的电压过高 电容器的绝缘层就会破坏 成为导体 把两极连接在一起 这种故障叫电容器的击穿 这是日光灯启动器的一种常见故障 为什么常常出现这种故障 为什么电容器击穿后日光灯不能点燃 说出这种情况下可以采取的应急措施 启动器是安装在插座上的 如果启动器丢失 有什么办法用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯吗 4 6自感和互感 练习 1 如图所示 两圆环A B置于同一水平面上 其中A为均匀带电绝缘环 B为导体环 当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时 B中产生如图所示方向的感应电流 则 A A可能带正电且转速减小B A可能带正电且转速增大C A可能带负电且转速减小D A可能带负电且转速增大 BC 4 6自感和互