高中物理选修自感和互感课件

1、互感和自感互感和自感 在法拉第的实验中两个线圈并没有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用导线连接，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时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？电动势呢？1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为圈中产生感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感现象中产生的感应电动势，称为互感互感电动势。电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间两个线圈之间, ,且可发生于且可发生于任

2、何两个相互任何两个相互靠近的电路靠近的电路之间之间. .一、互感现象一、互感现象3 3、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。和电子技术中有广泛的应用。 1 1、由于导体、由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产发生变化而产生的电磁感应现象，叫生的电磁感应现象，叫自感现象自感现象。二、自感现象二、自感现象2 2、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

3、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，电流原来怎么变化原来怎么变化还是怎么变还是怎么变，只是变化变，只是变化变慢了，即对电流的变化起慢了，即对电流的变化起延迟作用延迟作用。演示实验演示实验1 A A1 1、A A2 2 使用规格完全一样的灯泡。使用规格完全一样的灯泡。 闭合电键闭合电键S S，调节变阻器，调节变阻器 R R 和和 R R1 1 ，使，使A A1 1、 A A2 2亮度相同且正常发光亮度相同且正常发光. . 然后断开开关然后断开开关S S。 重新闭合重新闭合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？ 演示实验演示实验1 灯泡灯泡A A2

4、 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，穿过电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈线圈L L的磁通量逐渐增加，的磁通量逐渐增加，L L中产生的感应电中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。间。现象现象分分析析演示实验演示实验2 2 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，观察发光。然后断开电路，观察到什么现象？到什么现象？S S断开时，断开时，

5、A A 灯突然灯突然闪亮一下闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象课本课本P23P23自感电动势自感电动势 磁通量变化率磁通量变化率 正比关系正比关系电 流 变 化 率电 流 变 化 率 正比关系正比关系正比关系正比关系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tIEtILE1 1

6、、自感系数、自感系数 L L - -简称简称自感自感或或电感电感 三、自感系数三、自感系数2、 自感系数自感系数 L 反映线圈反映线圈 自身的性质自身的性质.tILE（1 1）决定决定线圈自感系数的线圈自感系数的因素因素： （2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位： 亨利亨利 简称简称 亨亨 符号是符号是 H H 常用单位：常用单位： 毫亨（毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（HH） 实验表明，线圈越实验表明，线圈越长长，越，越粗粗，匝数，匝数越多越多，自感系数越大自感系数越大。 另外另外，带，带有铁芯有铁芯的线圈的自感系数比没的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。有铁芯时大得多。三、自感系数三

7、、自感系数问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开问题：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？甚至会比后，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。原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 开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。场中的能量转化成电能。四、磁场的能量四、磁场的能量阅读教材阅读教材 最后一段最后一段P P2424，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能

8、够体现电的“惯性惯性”, ,应该怎样理解？应该怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？ 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值不能立即增大到最大值 或或不能立即减小为零不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 五五、自感现象的应用与防止：自感现象的应用与防止：1 1、安全开关问题安全开关问题电弧放电，烧坏开关，危及人身安全电弧放电，烧坏开关，危及人身安全2 2、精密电阻、精密电阻磁通量

9、磁通量 恒恒=0 =0 1 1、演示自感的实验电路图如图所、演示自感的实验电路图如图所示，示，L L是电感线圈，是电感线圈，A A1 1、A A2 2是相同是相同的灯泡，的灯泡，R R阻值与阻值与L L的直流电阻值的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是观察到的自感现象是 比比 先亮，先亮，最后达到同最后达到同样亮样亮。A2A1 L A1R A2 S R1 A2 A1 L A1R A2 S R12 2、右图中，电阻、右图中，电阻R R的电阻值和电的电阻值和电感感L L的自感系数都很大，但的自感系数都很大，但L L的直的直流电阻值很小，流电阻值很小，

10、A1A1、A2A2是两个规是两个规格相同的灯泡。则当电键格相同的灯泡。则当电键S S闭合闭合瞬间，瞬间， 比比 先亮，最先亮，最后后 比比 亮亮 。 A1A23 3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1D1和和D2D2是两个相同的小灯泡，是两个相同的小灯泡，L L是一个是一个自感系数相当大的线圈，其阻自感系数相当大的线圈，其阻值与值与R R相同。在电键接通和断开相同。在电键接通和断开时，灯泡时，灯泡D1D1和和D2D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A. A. 接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后灭后灭B. B. 接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮

11、，断开时D D2 2后灭后灭C. C. 接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D2 2后灭后灭D. D. 接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后灭后灭D1 D2L RSA4 4、如图所示，、如图所示，L L为自感系数较大的为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有当断开电键的瞬间会有A . A . 灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B . B . 灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C . C . 灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D . D . 灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA小小 结结1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为圈中产生感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感现象产生的感应电动势，称为互感互感电动势。电动势。2、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生发生变化而产生的电磁感应现象，叫的电磁感应现象，叫自感现象自感现象。小小 结结3 3、自感现象