46互感和自感第四章电磁感应4.6

1、（2课时）课时）3V操作一：操作一：闭合开关，电路中闭合开关，电路中的人有何感觉？的人有何感觉？操作二：操作二：断开开关，电路中断开开关，电路中的人有何感觉？的人有何感觉？没感觉没感觉麻麻(触电触电)思考思考：为什么闭合开关，电流通过人体，人却没有触：为什么闭合开关，电流通过人体，人却没有触电感觉。断开开关反而有触电感觉？电感觉。断开开关反而有触电感觉？实验体验实验体验一、互感现象一、互感现象1互感互感 两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为线圈中产

2、生感应电动势的现象，称为互感互感这这种感应电动势叫做种感应电动势叫做互感电动势互感电动势 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，在另一个线圈中产生了感应电动势。变化时，在另一个线圈中产生了感应电动势。变压器是利用变压器是利用互感现象互感现象制成制成2应用应用 互感现象可以把互感现象可以把能量能量由一个线圈传递到另一由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的个线圈，变压器、收音机的“磁性天线磁性天线”就是利就是利用互感现象制成的用互感现象制成的收音机里的收音机里的“磁性天线磁性天线”利用利用互感现象互感现

3、象把广播电台把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈的信号从一个线圈传送到另一个线圈. . 3危害危害 互感现象能发生在任何两个相互靠近的电互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作电路正常工作问题思考问题思考S S接通瞬间，通过接通瞬间，通过线圈的磁通量是否变化？线圈的磁通量是否变化？线圈线圈本身中本身中会不会也能产生感应电动势？会不会也能产生感应电动势？A AS S只有一个线圈只有一个线圈二、自感现象二、自感现象1 1、自感：、自感：由于导体由于导体自身的电流自身的电流发生变化而产生发生变化而产生的电磁

4、感应现象，叫自感现象。的电磁感应现象，叫自感现象。( (“自我感应自我感应”) )2 2、自感电动势、自感电动势: :自感现象中产生的电动势叫自感自感现象中产生的电动势叫自感电动势。电动势。4 4、自感电动势作用：、自感电动势作用：阻碍阻碍原线圈中的原线圈中的电流变化电流变化。3 3、自感电动势大小：、自感电动势大小：与与电流变化率电流变化率成正比。成正比。IELttItEA AS S增增反反减减同同 导体电流导体电流增加增加时，自感时，自感电动势方向与原电流方向电动势方向与原电流方向相相反，反，阻碍电流增加。阻碍电流增加。 A AS S 导体电流导体电流减小减小时，自时，自感电动势方向与原电

5、流方感电动势方向与原电流方向向相同相同，阻碍电流减小。，阻碍电流减小。5 5、自感电动势的方向：、自感电动势的方向：遵循楞次定律遵循楞次定律E E自自E E自自现象现象：灯泡：灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光, , 灯泡灯泡A A1 1逐渐亮起来。逐渐亮起来。分析分析: :电路接通时电路接通时, ,电流由零开始增加电流由零开始增加, ,穿过线圈穿过线圈L L的磁通量逐渐增的磁通量逐渐增加加,L,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反, ,阻碍阻碍L L中电中电流增加流增加, ,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

6、。演示实验演示实验1 ：A1、A2是规格完全一样的灯泡是规格完全一样的灯泡.闭合电键闭合电键S,调调节变阻器节变阻器R,使使A1、A2亮度相同亮度相同,再调节再调节R1,使两灯正常发光使两灯正常发光,然后断开开关然后断开开关S.重新闭合重新闭合S,观察到什么现象观察到什么现象? 通电自感通电自感 线圈中出现的感应电动势只是阻碍线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的的变化，而非阻止，所以虽了原电流的的变化，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，然达到最大值，A1最终会正常发光。最终会正常发光。通电自感的电流分析：通电自感的电流分析：i

7、1i2i2 2i1 1I It t. .分析分析：在电路断开的瞬间，通过线圈在电路断开的瞬间，通过线圈L L的电流突然减弱，穿过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈L L中产生与原电流方向相同的中产生与原电流方向相同的感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈L L和灯泡和灯泡A A组成了闭合组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。现象现象: S: S断开时断开时, ,A A 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。

8、演示实验演示实验2 ：接通电路接通电路,待灯泡待灯泡A正常发光正常发光.然后然后断开电路断开电路,观观察到什么现象察到什么现象?断电自感断电自感iAiL断电自感的电流分析：断电自感的电流分析：O Ot tiiLiLiiiAiL开关断开：开关断开：若若iL iA (RLIIA A（R RL LRRA A），则），则S S断开时断开时A A灯会灯会闪亮闪亮6通电自感和断电自感通电自感和断电自感三、自感系数三、自感系数1公式公式 中的中的L是自感系数，简称自感或电感是自感系数，简称自感或电感 单位单位亨利亨利，符号，符号H.2决定线圈自感系数大小的因素：决定线圈自感系数大小的因素： 线圈的线圈的大小

9、大小、形状形状、匝数匝数以及是否有以及是否有铁芯铁芯等。等。四、自感现象中的磁场能量四、自感现象中的磁场能量IELt1 1、通电自感、通电自感：通电时，电能首先要转化：通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，然后再转化为灯为线圈磁场能，然后再转化为灯A A1 1的电能的电能，故灯，故灯A A1 1过一会儿才亮。过一会儿才亮。2 2、断电自感、断电自感：断电前，线圈中有电流，：断电前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，断电后，线圈存有则线圈中有磁场能，断电后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。灭。本节小结本节小结一、互感现象一、互感现象二、自感现象二、自感

10、现象三、自感系数三、自感系数四、磁场的能量四、磁场的能量理想线圈理想线圈的的三种模型三种模型：1 1、开关、开关闭合闭合瞬间：线圈相当于瞬间：线圈相当于断路断路2 2、电路、电路稳定稳定后：线圈相当于后：线圈相当于短路短路3 3、开关、开关断开断开瞬间：线圈相当于瞬间：线圈相当于电源电源L La ab b理想线圈理想线圈：自感系数：自感系数L很大，电阻很大，电阻RL很小很小3V实验体验实验体验操作一：操作一：闭合开关，电路中闭合开关，电路中的人有何感觉？的人有何感觉？操作二：操作二：断开开关，电路中断开开关，电路中的人有何感觉？的人有何感觉？没感觉没感觉麻麻(触电触电)思考思考：为什么闭合开关

11、，电流通过人体，人却没有触电感：为什么闭合开关，电流通过人体，人却没有触电感觉。断开开关反而有触电感觉？觉。断开开关反而有触电感觉？照应开头照应开头 课本练习：课本练习：欧姆表内有电源欧姆表内有电源刘伟为什么有电击的感觉？刘伟为什么有电击的感觉？由于两根平行导线中的由于两根平行导线中的电流方向电流方向相反相反，它们的磁，它们的磁场可以互相抵消，从而可场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。到可以忽略的程度。扩充知识扩充知识自感的应用自感的应用：在交流电路中、在各种用：在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。电设备和无线电技术中有着广

12、泛的应用。(1)(1)双线绕法消除自感：双线绕法消除自感：各部分的结构：各部分的结构：（2 2）日光灯原理：）日光灯原理： 灯灯管管镇流器镇流器(线圈线圈)启动器启动器(自动开关自动开关)日光灯的工作电路图日光灯的工作电路图自动开关自动开关正常工作时降正常工作时降压限流压限流 开关闭合，启动器中氖气开关闭合，启动器中氖气导电，动触片受热膨胀导电，动触片受热膨胀产生瞬时产生瞬时高压高压日光灯的工作过程分析日光灯的工作过程分析观看视频观看视频(日光灯的工作原理日光灯的工作原理)镇流器的作用镇流器的作用实际上是自感系数很大的带铁心实际上是自感系数很大的带铁心的线圈，的线圈，启动时，产生高电压启动时，

13、产生高电压，帮助点亮灯泡；，帮助点亮灯泡； 正常正常工作时的线圈起降压限制电流作用工作时的线圈起降压限制电流作用，保护灯管。，保护灯管。 启动器的作用启动器的作用相当相当于一个于一个自动开关，自动开关，可用普可用普通开关或短绝缘导线代替。通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可正常工作时不起作用，可以去掉。以去掉。 1 1、如图所示的电路中，当电键如图所示的电路中，当电键闭合后，通过灯泡闭合后，通过灯泡A A1 1的电流随时的电流随时间变化的图像为间变化的图像为 _图；通过图；通过灯泡灯泡A A2 2的电流随时间变化的图像的电流随时间变化的图像为为_图。图。ItItItItA B C D

14、CA2、如图，如图，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零）为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A为一个灯泡，下列说法正确的是：为一个灯泡，下列说法正确的是： A、开关、开关S接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡B、开关、开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C、开关、开关S断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡D、开关、开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a到到b的电流，而在开关的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b到到a的电流的电流L La ab bA AS3、如图所示，、如图所示，L为自感系数较

15、大的线圈，电路稳为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有A 、 灯灯A立即熄灭立即熄灭 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 A 4、如图所示，线圈的直流电阻为、如图所示，线圈的直流电阻为10,灯泡电阻灯泡电阻R=20 ,线圈的自感系数很大线圈的自感系数很大,电源的电动势电源的电动势6V，内阻不计内阻不计,则在闭合则在闭合S的瞬间，通过的瞬间，通过L的电流为的电流为 A,通过灯的电流为通过灯的电流为 A;S闭合后电

16、路中的电流稳定闭合后电路中的电流稳定时断开时断开S的瞬间的瞬间,通过灯的电流为通过灯的电流为 A，方向与原，方向与原电流方向电流方向 ，灯泡，灯泡 （填会或不会）闪亮（填会或不会）闪亮一下后熄灭。一下后熄灭。 00.30.6相反相反LS会会5.5.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A日光灯开始工作时，需要启动器日光灯开始工作时，需要启动器B B日光灯开始工作时，不需要镇流器日光灯开始工作时，不需要镇流器C C日光灯正常工作时，需要启动器日光灯正常工作时，需要启动器D D日光灯正常工作时，不需要镇流器日光灯正常工作时，不需要镇流器6.6.家用日光灯电路如图，家用日光灯电路如图，S S为

17、启动器，为启动器，A A为灯管，为灯管，L L为镇流为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：（器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：（ ）A. A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电镇流器的作用是将交流电变为直流电B. B. 在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作使灯管开始工作C.C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的D.D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的的220VALS7.7.关于自感现象，下

18、列说法正确的是（关于自感现象，下列说法正确的是（ ）A A、感应电流一定和原电流方向相反、感应电流一定和原电流方向相反B B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大数一定较大C C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大的自感系数较大D D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大的自感电动势也较大8.8.关于自感现象，下列说法正确的是（关于自感现象，下列说法正确的是（ ）A A、感应电流一定和原电流方向相反、感应电流一定和原电流方向相反B B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大数一定较大C C、对于同一线