第六节 互感和自感

1、第四章电磁感应6 6互感和自感互感和自感一、复习回顾一、复习回顾2、楞次定律的内容是什么？、楞次定律的内容是什么？1、产生感应电流的条件是什么？、产生感应电流的条件是什么？3、 法拉第电磁感应定律的内容是什么？法拉第电磁感应定律的内容是什么？演示一演示一 注意观察开关闭合与断开时二极管会有什么现象发生注意观察开关闭合与断开时二极管会有什么现象发生AB一、互感现象一、互感现象1 1、 当一个线圈中电流变化时，它所产生的变化当一个线圈中电流变化时，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，这种的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种电磁感应现象称为电磁感应现象称为互感互感。 互感现象中

2、产生的感应电动势，称为互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象制成的。就是利用互感现象制成的。 收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线. 收音机里的“磁性天线”利用互感现象可以把信号利用互感现象可以把信号从一个线圈传递到另一个线圈。从一个线圈传递到另一个线圈。互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间, ,且且可发生于任

3、何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。设法减小电路间的互感。二、自感现象二、自感现象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生的电发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。 实验一实验一：2、再调节变阻器再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关然后断开开关S。1、先合上开关先

4、合上开关S，调节变阻器，调节变阻器R的电阻，使同样规格的的电阻，使同样规格的两个灯泡两个灯泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。注意观察：注意观察：重新接通电路时，两个灯泡的发光情况。重新接通电路时，两个灯泡的发光情况。现象：灯泡现象：灯泡A A1 1立刻正常发光立刻正常发光，跟，跟线圈线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A2 2逐渐亮起来逐渐亮起来。最后一样亮最后一样亮I It t0 I1 I2流过流过A1、A2灯的电流随时间变化图像为灯的电流随时间变化图像为I It t0S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

5、圈产生感应电动势A2灯逐渐亮灯逐渐亮阻碍电流增大阻碍电流增大？分析分析B B灯灯A A A A1 1A A2 2实验实验二二：1、把灯泡、把灯泡A和带和带铁芯铁芯 的线圈的线圈L并联在直流电路中。并联在直流电路中。2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。ALS注意观察：注意观察：现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突灯突然闪亮一下才熄灭。然闪亮一下才熄灭。开关断开时灯泡的亮度开关断开时灯泡的亮度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）

6、S断开断开？O Ot tI I阻碍电阻碍电 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流变化原来的电流变化。 1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小减小 温馨提示：温馨提示： “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，只是变化变慢了，只是变化变慢了，即对电流的变化起即对电流的变化起延迟作用延迟作用。三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与

7、电流的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素： （2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。 常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） IELt 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感

8、电动势的能力自感现象应用自感现象应用 日光灯原理日光灯原理日光灯结构：日光灯结构：镇流器的作用镇流器的作用1、点燃时产生瞬时高压点燃时产生瞬时高压2、工作时降压限流、工作时降压限流自感系数很大有时会产生危害：四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光还能持续一段时间断开后，灯泡的发光还能持续一段时间,甚甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁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，开关断开时，线场，能量储存在磁场中，开关断开

9、时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。成电能。 阅读教材最后一段阅读教材最后一段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，自感电动势都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，使线圈中的电流不能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或不能立即减小为零立即增大到最大值或不能立即减小为零 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

10、线圈的自感系数 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、微亨互感自感现象的防治和利用互感自感现象的防治和利用大小大小:E=LI/t:E=LI/t互感和自感互感和自感互感、互感电动势互感、互感电动势作业布置作业布置A 课后习题课后习题2、3题题B 1、互感实验中开关断开与闭合、互感实验中开关断开与闭合时二极管为何交替发光？时二极管为何交替发光？ 2、查阅资料了解日光灯的工、查阅资料了解日光灯的工作原理作原

11、理什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。一下，然后熄灭或正常发光。当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势会补充会补充A灯或灯或A2灯中的电流，从而使灯中的电流，从而使A灯或灯或A2灯中灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。电流突然变大，所以要闪亮一下。3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1和和D2是是两个相同的小灯泡，两个相

12、同的小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与系数相当大的线圈，其阻值与R相相同。在电键接通和断开时，灯泡同。在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭A例与练例与练D1 D2L RS4、如图所示，、如图所示，L为自感系数较大的线为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当圈，电路稳定后小灯泡正常

13、发光，当断开电键的瞬间会有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A例与练例与练 L A5 5、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，其自感系数一、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大定较大C C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大感

14、系数较大D D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的感、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的感电动势也较大电动势也较大D例与练例与练6 6、如图所示，两个电阻均为、如图所示，两个电阻均为R R，电感，电感线圈线圈L L的电阻及电池内阻均可忽略不计，的电阻及电池内阻均可忽略不计，S S原来断开，电路中电流原来断开，电路中电流 ，现将现将S S闭合，于是电路中产生了自感电动势，闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（此自感电动势的作用是（ ）02EIR0I0I02IA.使电路的电流减小，最后使电路的电流减小，最后 减小为零减小为零B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍

15、电流增大的作用，最后电流小于C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变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，但电流最后还是变为有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D例与练例与练7、如图所示，电路甲、乙中，电阻、如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的的电阻值都很小，接通电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（发光。则（ ）A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，D

16、将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗将变得更亮，然后渐渐变暗AD例与练例与练8 8、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是完全相同的灯泡，线圈是完全相同的灯泡，线圈L L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）A A合上开关合上开关S S接通电路时，接通电路时，A A2 2先亮先亮A A1 1后亮，最后一样亮后亮，最后一样亮B B合上开关合上开关S S接通电路时，接通电路时，A A1 1和和A A2 2始终一样亮始终一样亮C C断开开关断开开关S S切断电路时，切断电路时，

17、A A2 2立即熄灭，立即熄灭，A A1 1过一会熄灭过一会熄灭DD断开开关断开开关S S切断电路时，切断电路时，A A1 1和和A A2 2都要过一会才熄灭都要过一会才熄灭例与练例与练合上开关合上开关S S接通电路时：接通电路时：A A2 2先亮先亮A A1 1后亮，后亮，断开开关断开开关S S切断电路时：切断电路时： A A1 1和和A A2 2都要过一会才熄灭。都要过一会才熄灭。AD9 9、例与练例与练AD1010、如图所示，、如图所示，L L为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈，为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈，A A、B B两只灯泡完全相同，则下列说法中正确的是（）两只灯泡完全相

18、同，则下列说法中正确的是（）A.A.电键闭合时，电键闭合时，A A灯逐渐变亮，灯逐渐变亮，B B灯立刻变亮灯立刻变亮B.B.电键闭合时，电键闭合时，A A灯与灯与B B灯同时亮，接着灯同时亮，接着A A灯逐渐熄灭，灯逐渐熄灭，B B灯灯变得更亮变得更亮C.C.电键断开时，电键断开时，A A灯立刻熄灭，灯立刻熄灭，B B灯逐渐熄灭灯逐渐熄灭D.D.电键断开时，电键断开时，A A灯逐渐熄灭，灯逐渐熄灭，B B灯立刻熄灭灯立刻熄灭例与练例与练BD1111、如图所示是一种延时开关，当如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁闭合时，电磁铁铁F将衔铁将衔铁D吸下，吸下，C线路接通。当线路接通。当S1断开

19、时，由断开时，由于电磁感应作用，于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。将延迟一段时间才被释放。则（）则（）A、由于、由于A线圈的电磁感应作用，才延时释放线圈的电磁感应作用，才延时释放DB、由于、由于B线圈的电磁感应作用，才延时释放线圈的电磁感应作用，才延时释放DC、如果断开、如果断开B线圈的电键线圈的电键S2，无延时作用，无延时作用D、如果断开、如果断开B线圈的电键线圈的电键S2，延时将变长，延时将变长例与练例与练BC1313、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，ABAB支路由带铁芯的线圈和电流支路由带铁芯的线圈和电流表表A A1 1串联而成，流过的电流为串联而成，流过的电流为I I1

20、1，CDCD支路由电阻支路由电阻R R和电流和电流表表A A2 2串联而成，流过的电流为串联而成，流过的电流为I I2 2，已知这两支路的电阻，已知这两支路的电阻值相同，则在接通值相同，则在接通S S和断开和断开S S的时候，观察到的现象是的时候，观察到的现象是A.A.接通接通S S的瞬间的瞬间I I1 1III2 2B.B.接通接通S S的瞬间的瞬间I I1 1II2 2，断开的瞬间，断开的瞬间I I1 1=I=I2 2C.C.接通接通S S的瞬间的瞬间I I1 1=I=I2 2，断开的瞬间，断开的瞬间I I1 1III2 2，断开的瞬阃，断开的瞬阃I I1 1=I=I2 2B B例与练例与

21、练1.1.有关自感现象有关自感现象, ,下列叙述中正确的是：（下列叙述中正确的是：（ ）A A、有铁芯的多匝金属线圈中、有铁芯的多匝金属线圈中, ,通过的电流强度通过的电流强度 不变时不变时, ,无自感现象发生无自感现象发生, ,线圈的自感系数为零线圈的自感系数为零B B、导体中所通电流发生变化时、导体中所通电流发生变化时, ,产生的自感电产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化动势总是阻碍导体中原来电流的变化C C、线圈中所通电流越大、线圈中所通电流越大, ,产生的自感电动势也产生的自感电动势也越大越大D D、线圈中所通电流变化越大、线圈中所通电流变化越大, ,产生的自感电动产生的自感

22、电动势也越大势也越大 课堂训练课堂训练2.2.如图所示的电路中，如图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是两个相同的小灯泡，线圈是两个相同的小灯泡，线圈L L的电阻可以忽略，下列说法正的电阻可以忽略，下列说法正确的是确的是( )( )A.A.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2先亮先亮,A,A1 1后亮后亮, ,最后一最后一样亮样亮B.B.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2和和A A1 1始终一样亮始终一样亮C.C.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2立刻熄灭立刻熄灭,A,A1 1过一会过一会儿才熄灭儿才熄灭D.D.断开开关断

23、开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2和和A A1 1都要过一会儿才都要过一会儿才熄灭熄灭课堂训练课堂训练SA1A2L反馈训练1、实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的电流随时间变化的图像为的图像为 图；通过灯泡图；通过灯泡A2的的电流随时间变化的图像为电流随时间变化的图像为 图。图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1反馈训练2、在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为的电流随时间的变化

24、图像为 图，通过灯图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为泡的电流随时间的变化图像为 图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为 图。图。It A B C DItItItACBDALS谢谢大家！2 2互感的应用和防止互感的应用和防止应用：应用：变压器、收音机的变压器、收音机的“磁性天线磁性天线”就是利用互感现象制成。利用互感现象把就是利用互感现象制成。利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈 防止：防止：在电力

25、工程和电子电路中，互感现象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。有时会影响电路正常工作。小结小结1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的。互感现象产生的感应电动势，称为感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。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的电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象，叫现象，叫自感现象自感现象。3 3、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变）

26、自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。化。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈的大小、形状、圈数及有无：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量IELt 串联传感器后的电路图串联传感器后的电路图AI It tS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实验一实验一：2、再调节变阻器再调节变阻器R1使两个