高中物理(新教材)选修二课件3：2-4互感和自感 人教版

第二章电磁感应2.4互感和自感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？情景导入电源G教学目标1.了解互感现象的电磁感应特点。2.运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。3.明确自感系数的意义及决定条件。AB开关闭合（或断开）的瞬间，线圈B中产生感生电动势，闭合回路中产生感应电流一、互感现象导体杆PQ向左（或向右）做变速运动，线圈L1中产生感生电动势1.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，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。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，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器就是利用互感现象制成的。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，这时要设法减小电路间的互感。二、自感现象当变化的电流流过线圈，产生变化的磁场，通过线圈的磁通量发生变化，线圈便出现感生电动势。这种由自身电流变化引起的电磁感应现象叫做自感现象，自感现象中的感生电动势叫做自感电动势。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。A1A2L演示实验12、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。A1A2L演示实验1观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。现象：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A1的电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐渐亮起来。问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？结论1：自感电动势的作用：“阻碍”原电流的增加，但最终没有“阻止”其增加观察并描述实验现象LA演示实验21、把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。思考与讨论1.电源断开，通过线圈L的电流减小.产生的感应电动势是使线圈L中的电流减小得快些还是更慢些？2.线圈L产生的感应电流将沿什么途径流动？3.开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向相同吗？4.开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？对线圈L有何要求？慢一些不一致线圈插铁芯沿已有的闭合回路流动观察：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。为什么A灯不立刻熄灭？当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大。定性画出开关断开后流过线圈L和灯泡的电流随时间变化的图像.LAOtIILiL(t)IAiA(t)突变渐变定性画出开关断开后流过线圈L和灯泡的电流随时间变化的图像.LAOtIILiL(t)IAiA(t)突变渐变线圈产生的磁场B正比于电流，B∝I磁通量Φ=BS，那么Φ∝I，ΔΦ∝ΔI

写成等式，ΔΦΔtE∝

ΔIΔt∝

ΔIΔtE=LL称为线圈的自感系数，与线圈大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关，依赖于线圈自身的几何因素。自感的国际单位制单位叫做亨利，简称亨，符号H，1H=1V·s/A日光灯日光灯的工作电路~220V灯丝灯丝灯管镇流器启辉器AB双金属片静触片AB启辉器自感现象在电路和无线电技术中应用广泛。例如线圈具有阻碍电流变化的特性，可以稳定电路中的电流。自感现象也要不利的一面。例如在自感系数很大而电流又很强的电路(如大型电机中产生磁场的电磁铁)中，在切断电路的瞬间，会产生很大的自感电动势，使开关的闸刀和固定夹片之间的空气电离而导电，形成电弧。为防止这类现象，常把开关放在绝缘性能良好的油中。19三、场的能量开关闭合时，电源克服自感电动势做功，电路稳定后，线圈中电流不变，磁场不再变化，能量储存在磁场中。开关断开，线圈和灯泡组成闭合回路，电流逐渐减小，磁场逐渐减小。储存的磁场能转化为热能。断开开关，灯泡亮度突然增加，然后逐渐熄灭能量来源哪里？能量定域于场中，能量是场的重要物理属性2、电的“惯性”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1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？课堂练习1.如图所示是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则（）A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变长BC2.如图所示，电路中自感线圈电阻很小，可以忽略不计．R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是（）A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后A灯逐渐变亮C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭B3.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（）A．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定D小结1、互感和互感电动势。2、自感和自感电动势。3、自感电动势（1）自感电动势的作用：（2）自感电动势大小：4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关5、磁场具有能量备用工具&资料3.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（）A．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定D课堂练习1.如图所示是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则（）A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变长BC教学目标1.了解互感现象的电磁感应特点。2.运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。3.明确自感系数的意义及决定条件。1.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，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。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，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器就是利用互感现象制成的。3.互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的