六、自感现象涡流 (3)

1、法拉第和他的实验线圈 互感和自感湖南省衡阳县一中 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，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？湖南省衡阳县一中一、互感现象1、互感：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。 互感电动势：互感现象中产生的感应电动势。2、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。变压器就是利用互感现象制成的。湖南省衡阳县一中收音机的信号接收：3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且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，

2、这时要设法减小电路间的互感。湖南省衡阳县一中实验一：实验现象：1、合上开关，没有感觉。2、断开开关，有触电的感觉。湖南省衡阳县一中二、自感现象1、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。2、自感电动势：自感现象中产生的电动势。 自感电动势的作用：注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。湖南省衡阳县一中阻碍导体中原来的电流变化。实验二：2、再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关S。1、先合上开关S，调节变阻器R的电阻，使同样规格的两个灯泡A1和A2的明亮程度相同。 L A2R A1 S 观察：重新接通电

3、路时，两个灯泡亮度变化情况。灯泡A1立刻正常发光灯泡A2逐渐亮起来。现象：湖南省衡阳县一中解释：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈L的磁通量也随着增大，因而线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，所以通过A2的电流只能逐渐增大，灯泡A2只能逐渐亮起来。问题：灯泡A2为什么要过一会才亮？ L A2R A1 S 实验二：湖南省衡阳县一中反馈训练实验二中，电源内阻不计，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。ItItIt A B C CA L A2R A1S 湖南省衡阳县一中1.把灯泡A和带铁芯 的线圈L并联

4、在直流电路中。2.接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。ALS观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。实验三：湖南省衡阳县一中慢一些A与L构成的闭合回路不一致湖南省衡阳县一中教材P23解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A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。1、自感电动势的大小：2、自感系数 L(简称自感或电感)（1）决定线圈自感系数的因素： 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈比没有

5、铁芯时的自感系数大得多。3、自感物理意义：湖南省衡阳县一中与电流的变化率成正比自感系数大，电阻小三、自感系数（2）自感系数的单位：描述线圈产生自感电动势的能力亨利，简称亨，符号是 H 常用单位：毫亨（m H） 微亨（H）插入铁芯线圈的自感系数变大湖南省衡阳县一中教材P 24思考：什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？RLIAS断开后：A与L构成回路，IA=IL （从IL原来的值逐渐减小）若L越大，则持续时间更长。IAILItIARLIAIAILItIARL=RA断开前 IL=IAIAILItIARLRA断开前 ILIA闪亮一下再逐渐熄灭逐渐熄灭先变暗再逐渐熄灭湖南省衡阳县一中自感系数很大有时会产生危

6、害：湖南省衡阳县一中SLESM电火花教材P24教材P25 2四、磁场的能量 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，能量储存在磁场中，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。湖南省衡阳县一中ALS阅读教材P24最后一段，回答问题： 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立即增大到最大值或不能立即减小为零 电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数 2、电的“惯性”大小与什么有关？1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？湖南省衡

7、阳县一中小结1、互感：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。 互感电动势：互感现象产生的感应电动势。2、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。3、自感电动势：自感现象中产生的电动势。（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。（2）自感电动势大小：4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关5、磁场具有能量湖南省衡阳县一中 课堂训练1、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮，最后达到同样亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。 A1A2A2A1湖南省衡阳县一中 3、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是 ( )A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后灭B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭C. 接通时D1先达最亮，断开时D2后灭D. 接通时D2先达最亮，断开时D1后灭D1 D2L R