互感和自感-人教版高中物理选修32课件公开课一等奖课件省课获奖课件

高中物理课程（选修3-2）

——4.6

互感和自感第1页录目前情回忆01重点解析02题型演练03课程总结04课后作业05第2页节章前情回忆PartOne第3页动生电动势非静电力与

有关动生电动势方向判断办法：动生电动势大小计算：感生电场由

激发；电场线呈

，形同

；涡旋面与磁场方向

；与感应磁场方向满足感生电动势方向判断：感生电动势大小计算：感生电场由变化磁场激发，而非闭合环激发洛伦兹力右手定则变化磁场闭合状漩涡垂直右手螺旋楞次定律前情回忆第4页课后作业讲评【答案】（1）2:1（2）4:1（3）2:1【作1】如图，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。求：（1）第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比（2）第二次进入与第一次进入时外力做功功率之比（3）第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比【作2】如图所示，有一单匝正方形线圈处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在t=0.5s时间内，磁通量由3Wb增加到6Wb，线圈电阻为12Ω。求：（1）通过该线圈磁通量变化量△Φ；（2）该线圈产生感应电动势E。【答案】（1）通过该线圈磁通量变化量3Wb；（2）该线圈产生感应电动势6V。第5页节章重点解析PartTwo第6页在法拉第试验中两个线圈并没有用导线连接，当一种线圈中电流变化时，在另一种线圈中为何会产生感应电动势呢？互感现象第7页滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？线圈

处于线圈

磁场中P滑动线圈

磁场变化线圈

磁通量变化产生感应电动势产生感应电流

互感现象第8页懂得互感现象懂得互感现象能够传递能量懂得互感现象应用懂得两个线路间互感大小决定原因互感第9页互感：当一种线圈中电流变化，在另一种线圈中产生感应电动势现象，称为互感。互感现象中产生感应电动势，称为互感电动势。

互感现象第10页如图，断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？互感现象不但发生于绕在同一铁芯上两个线圈之间,且可发生于任何两个互相接近电路之间

互感现象第11页利用互感现象能够把能量从一种线圈传递到另一种线圈因此在电工技术和电子技术中有广泛应用如：变压器

互感现象应用第12页利用互感现象能够把能量从一种线圈传递到另一种线圈因此在电工技术和电子技术中有广泛应用如：收音机里磁性天线

互感现象应用第13页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，这时要设法减小互感电路板中避免互相干扰

互感现象避免第14页线圈处于本身产生磁场中S接通瞬间线圈磁场从无到有线圈磁通量变化产生感应电动势S接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？

自感现象第15页懂得通电自感和断电自感现象懂得自感电动势概念和产生原因懂得自感电动势方向自感第16页自感：由于导体本身电流发生变化而产生电磁感应现象，叫自感现象。自感电动势：自感现象中产生电动势叫自感电动势,用E表达。自感电动势作用：妨碍原线圈中电流变化自感物理意义：描述线圈产生自感电动势能力“自我感应”

自感现象第17页自感电动势方向：导体电流增加时，妨碍电流增加此时自感电动势方向与原电流方向相反导体电流减小时，妨碍电流减小此时自感电动势方向与原电流方向相同增反减同

自感现象第18页现象：灯泡

立即正常发光,灯泡

逐渐亮起来

演示试验1：

是规格完全同样灯泡。闭合电键S，调整变阻器

,使

亮度相同,再调整

,使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观测到什么现象?自感现象第19页两个灯泡稳定期发光亮度是同样，为何电路接通时，

立即点亮而

要滞后一段时间？电路接通时，电流由零开始增加穿过线圈L磁通量逐渐增加L中产生感应电动势方向与本来电流方向相反妨碍L中电流增加即推迟了电流达成正常值时间

自感现象第20页线圈中出现感应电动势对原电流变化作用是妨碍还是制止，二者有何区分？线圈中出现感应电动势只是妨碍了原电流变化，而非制止，因此虽延缓了电流变化进程，但最后电流仍然达成最大值，

最后会正常发光

自感现象第21页演示试验1电流分析：

流过

和

i-t图象如何？

自感现象第22页演示试验2：接通电路,待灯泡A正常发光.然后断开电路,观测到什么现象?现象:S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭

自感现象第23页为何在断开电路时，灯泡会闪亮一下？在电路断开瞬间，通过线圈L电流突然削弱，穿过线圈磁通量也就很快减少

因而在线圈L中产生与原电流方向相同感应电动势。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，因此灯泡不会立即熄灭。自感现象第24页流过Ai-t图象如何？演示试验2电流分析：自感现象第25页①当

时,会闪一下,再逐渐熄灭当

时,不会闪,逐渐熄灭②本来

和

哪一种大，要由L直流电阻

与A电阻

大小来决定

任何断电现象时都会闪亮一下吗?自感现象第26页通电或断电瞬间，除线圈外，电路其他部分是否存在自感现象？当电路中电流发生变化时，电路中每一种组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去妨碍电流变化，只不过是线圈中产生自感电动势比较大，其他部分产生自感电动势非常小而已

自感现象第27页当电路中电流趋于稳定期，电路中电感是否还会发生自感现象？自感现象只有在通过电路电流发生变化时才会产生在判断电路性质时，一般分析办法是:①当流过线圈L电流突然增大瞬间，我们能够把L当作一种阻值很大电阻②当流经线圈L电流突然减小瞬间，我们能够把L看作一种电源，它提供一种跟原电流同向电流自感现象第28页懂得自感电动势体现式懂得自感系数单位懂得自感系数决定原因懂得磁场能懂得磁场能决定原因自感系数第29页自感电动势是感应电动势，它是由本身电流变化产生，它和电流变化有什么关系呢？由法拉第电磁感应定律可知感应电动势而磁通量与磁感应强度B成正比，又由于在电流磁场中任意一点磁感应强度与电流成正比，因此穿过线圈磁通量与电流成正比，则自感电动势第30页自感电动势大小：与电流变化率成正比自感系数影响原因：试验表白：线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大带有铁芯线圈自感系数比没有铁芯时大得多自感系数，简称自感或电感

自感系数第31页自感系数单位：亨利，简称：亨，符号：H常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）假如通过线圈电流在1秒内变化1安培时，产生电动势是1伏特，这个线圈自感系数就是1亨利。注意：自感系数由线圈本身性质决定，与线圈是否通电无关

自感系数第32页在切断自感系数很大、电流很强电路瞬间，产生很高电动势，形成电弧，在此类电路中应采取特制开关。自感现象避免第33页由于两根平行导线中电流方向相反，它们磁场能够互相抵消，从而能够使自感现象影响削弱到能够忽视程度双线绕法消除自感现象

自感现象避免第34页自感现象在交流电路、多种用电设备和无线电技术中有着广泛应用日光灯就是自感现象在生活中一种应用

日光灯第35页懂得日光灯工作原理懂得镇流器作用懂得启动器作用日光灯第36页日光灯构造：氩气、低压水银蒸汽荧光粉发出可见光两端灯丝给气体加热并给气体加上高电压在高压下导电发出紫外线

日光灯第37页日光灯电路符号：日光灯工作电路：镇流器工作条件：启动电压：700V以上工作电压：40W，灯管100V左右

日光灯电路图第38页镇流器作用是自感系数很大带铁心线圈

，帮助点亮灯泡；

线圈起

作用，保护灯管启动时，产生高电压正常工作时降压限流

镇流器作用第39页启动器组成和作用氖泡电容器能使动静触片不产生电火花保护触点自动开关可用一般开关或短绝缘导线替代，正常工作时不起作用，能够去掉

启动器组成和作用第40页瞬时开关瞬时高压电源正常工作时降压限流

日光灯工作原理第41页在通电自感试验中，为何开关接通后，与电感串联灯泡会延迟发光？在断电自感试验中，为何开关断开后，灯泡发光会连续一段时间？甚至会比本来更亮？下面我们从能量角度加以讨论

磁场能量第42页通电自感：通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，然后再转化为灯

电能，故灯

过一会儿才亮

磁场能量第43页断电自感：断电前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，断电后，线圈存有磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。

磁场能量第44页有人借用力学中术语，说线圈能够体现电“惯性”，应当如何理解？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要妨碍线圈中电流变化，使线圈中电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零电“惯性”大小与什么有关？电“惯性”大小决定于线圈自感系数

磁场能量第45页节章题型演练PartThree第46页例题解说（互感）【例1】下列图是一种延时继电器示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，组成一种闭合电路。在断开开关S时候，弹簧K并不会立即将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是这样得名。（1）请解释：当开关S断开后，为何电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？（2）假如线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为何？【解析】（1）当开关S断开后，使线圈A中电流减小并消失时，穿过线圈B磁通量减小，从而在线圈B中将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流磁场要妨碍原磁场减小，这样就使铁芯中磁场削弱得慢些，即在开关E断开后一段时间内，铁芯中尚有逐渐削弱磁场，这个磁场对衔铁D仍然有力作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。（2）假如线圈B不闭合，会对延时效果产生影响。在开关S断开时，线圈A中电流减小并消失，线圈B中只有感应电动势而无感应电流，铁芯中磁场很快消失，磁铁对衔铁D作用力也很快消失，弹簧E将很快将衔铁拉起。第47页变式训练（互感）BC【练1】（多项选择）如图所示，水平放置两条光滑轨道上有可自由移动金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动。则PQ所做运动也许是（）A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动第48页例题解说（自感）【例2】如图所示，L是自感系数很大线圈，但其本身电阻几乎为0。A和B是两个相同小灯泡。（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡亮度将如何变化？（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡亮度又将如何变化？【解析】（1）当开关S由断开变为闭合，A灯由亮变得更为明亮，B灯由亮变暗，直到不变。（2）当开关S由闭合变为断开，A灯不亮，B灯由亮变暗，直到不亮。第49页【练2】（多项选择）如图所示，两个相同灯泡L1、L2，分别与电阻R和自感线圈L串联，接到内阻不可忽视电源两端，当闭合电键S到电路稳定后，两灯泡均正常发光，已知自感线圈自感系数很大，则下列说法正确是（）A.闭合电键S到电路稳定前，灯泡L1逐渐变亮B.闭合电键S到电路稳定前，灯泡L2逐渐变暗C.断开电键S一段时间内，A点电势比B点电势高D.断开电键S一段时间内，灯泡L2亮一下逐渐熄灭变式训练（自感）AB第50页【例3】如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器．下列操作中，观测到现象不正确是（）A.接通K1，K2接a，K3断开，灯管正常发光B.将K2接到b，断开K3，接通K1，灯管能够正常发光C.断开K1、K3，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，可看到S闪光，灯管不能正常发光D.取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后迅速断开K3，灯管也许正常发光例题解说（日光灯）B第51页节章课程总结PartFour第52页互感：当一种线圈中电流

，在另一种线圈中产生

现象，称为互感。互感现象中产生感应电动势，称自感：由于导体

而产生电磁感应现象，叫自感现象。自感现象中产生电动势叫自感电动势大小：自感系数L影响原因：线圈

，匝数

，自感系数越大，带有