高中物理 自感现象

1、自自 感感 现现 象象 1 1 导导 入入 2 2 通电实验通电实验 3 3 断电实验断电实验6 6 防治和应用防治和应用 5 5 自感系数自感系数4 4 自感电动势自感电动势 7 7 课堂小结课堂小结 8 8 例题讲练例题讲练9 9 优优 化化 练练 习习1 1 产生电磁感应的条件是什么？产生电磁感应的条件是什么？2 2 在图在图-1-1接通，接通，B B线圈会不会产生线圈会不会产生感应电动势？为什么感应电动势？为什么? ?3 3 在图在图-2-2中接通，线圈会不会产生中接通，线圈会不会产生感应电动势？为什么感应电动势？为什么? ? 这种由于导体自身的电流变化这种由于导体自身的电流变化所产生

2、的电磁感应现象是一种所产生的电磁感应现象是一种特殊的电磁感应现象特殊的电磁感应现象A A图图22S SA AB B图图11S S 为什么灯为什么灯 立即亮立即亮 灯灯 要要过会儿亮呢过会儿亮呢 A AB B, ,? ?通电自感通电自感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯为什么灯 立即亮立即亮 灯灯 要要过会儿亮呢过会儿亮呢 A AB B, ,? ?通电自感通电自感现象分析现象分析A AB B分析分析B B灯灯S接通接通穿过线圈的电流穿过线圈的电流I I 增大增大穿过线圈的磁通量增大穿过线圈的磁通量增大线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势B灯逐渐亮灯逐渐亮流过流过A、B灯的电流随时间怎样变

3、化？灯的电流随时间怎样变化？阻碍电流增大阻碍电流增大？分析分析B B灯灯I IA AI IB BI It tA AB BA AB B 线圈中出现的感应电动势只是线圈中出现的感应电动势只是阻阻碍碍了原电流的的变化，而非了原电流的的变化，而非阻止阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，但最终电流仍然达到最大值，B B最最终会正常发光。终会正常发光。 为什么灯不是立即熄灭，而为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭要闪亮一下才熄灭. .断电自感断电自感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯不是立即熄灭，而为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭要闪

4、亮一下才熄灭断电自感断电自感现象分析现象分析通过线圈的电流通过线圈的电流I I 减小减小穿过圈的磁通量减小穿过圈的磁通量减小线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势灯逐渐熄灭灯逐渐熄灭流减小流减小（补偿）（补偿）S断开断开？ 1 感应电流方向如何？感应电流方向如何？ 2 原电流方向如何？原电流方向如何？O Ot tI I3 通过灯的电流怎样变化？通过灯的电流怎样变化？阻碍电阻碍电 1 通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，再才转化为再才转

5、化为B灯的电能，故灯的电能，故B灯过一会儿才亮。灯过一会儿才亮。A AB B 2 断电自感：断电自感：S断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，场能，S断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。延迟熄灭。 在自感现象中产生在自感现象中产生的电动势叫自感电动的电动势叫自感电动势，用势，用E E表示。表示。总是阻碍电流总是阻碍电流的变化，即延的变化，即延缓电流变化。缓电流变化。自感电动势的方向自感电动势的方向结论结论增增 反反 减减 同同 导体电流增加时，阻碍电流增加，此时导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自

6、感电动势方向与原电动势（原电流）方自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相同方向相同结论结论与电流的变化率成正比与电流的变化率成正比E=LE=LtI自感系数自感系数L L 公式公式E=E=L L 中的比例恒量中的比例恒量L L叫叫自感系数自感系数, ,简称简称“自感自感”或或“电感电感”tI 自感系数由线圈本身的性质决定，与自感系数由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无关。线圈是否通电无关。 它跟线圈的形状、长短、匝数、有无它跟线圈的形状、长短、

7、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数就的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。铁芯时要大得多。特特 别别 提提 醒醒 在国际单位制中是在国际单位制中是亨利亨利，简称，简称亨亨，符，符号是号是H H。 常用的单位还有常用的单位还有豪亨（豪亨（mHmH) )和和微亨微亨（HH）1H=101H=103 3 mHmH=10=106 6 HH 如果通过线圈的电流在如果通过线圈的电流在1 1秒内改变秒内改变1 1安培时，产生的电动安培时，产生的电动势是势是

8、1 1伏特，这个线圈的自感系数就是伏特，这个线圈的自感系数就是1 1亨利。亨利。 1 1 应用：应用： 在交流电路中、在各种用电设备在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器，的镇流器，LCLC振荡电路等。振荡电路等。 2 2 防治：防治：在切断自感系数很大、电流很强的在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。在这类电路中应采用特制的开关。 实例实例如图所示，由于两如图所示，由于两根平行导线中的电流方根平行导线中的电流方向相反，

9、它们的磁场可向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱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。自感现象自感现象自感电动势自感电动势E E作用：总是阻碍电流变化作用：总是阻碍电流变化自感系数自感系数L L影响因素影响因素: :线圈的形状、长短、线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等匝数、有无铁芯等单位：亨、毫亨、微亨单位：亨、毫亨、微亨自感现象的防治和利用自感现象的防治和利用大小大小:E=L:E=LI/I/tt自感现象自感现象例题例题1 1 如图所示，如图所示，L 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 A为一个

10、灯泡，下列说为一个灯泡，下列说法正确的是：（法正确的是：（ ）A A开关开关S S接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡B B开关开关S 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 C开关开关S S断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡D D开关开关S 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 a到到b b的电流，的电流，而在开关而在开关S S断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流L La ab bA AL La ab b再看一遍再看一遍返回题目返回题目L La ab b返回题目返回题目例题例题1

11、1 如图所示，如图所示，L 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 A为一个灯泡，下列说为一个灯泡，下列说法正确的是：（法正确的是：（ ）A A开关开关S S接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡B B开关开关S 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 C开关开关S S断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡D D开关开关S 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 a到到b b的电流，的电流，而在开关而在开关S S断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流L La

12、ab bB B 如图所示，线圈的直流电阻为如图所示，线圈的直流电阻为1010, ,灯泡电阻灯泡电阻R=20R=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6V6V，内，内阻不计阻不计, ,则在闭合则在闭合S S的瞬间，通过的瞬间，通过L L的电流为的电流为 A,A,通过灯的电流为通过灯的电流为 A;SA;S闭合后电路中的电流稳闭合后电路中的电流稳定时断开定时断开S S的瞬间的瞬间, ,通过灯的电流为通过灯的电流为 A A，方向，方向与原电流方向与原电流方向 。 例题例题2 2L、灯泡亮暗程度如何变化？、灯泡亮暗程度如何变化？、若灯炮的电阻、若灯炮的电阻，灯的，灯的亮暗程度如何亮暗程度如何变化变化？3、灯在什么条件下会闪亮一下？、灯在什么条件下会闪亮一下？00.30.6相反相反i i1 1i i2 2-i -i1 1-i -i2 2i iO Ot tt t1 1A Ai i1 1i i2 2-i -i1 1-i -i2 2i iO Ot tt t1 1B Bt ti i1 1i i2 2-i -i1 1-i -i2 2i iO Ot t1 1C Ci i1 1i i2 2-i -i1 1-i -i2 2i iO Ot tt t1 1D DS Si i1 1i i2 2A AL L 如右图所示电路中如右图所示电路中, ,S S闭合