《互感和自感》课件(新人教版选修3-2)

第四章电磁感应第6节

互感和自感1.如图4－6－1所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下，导线cd中无电流的是(

)A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动

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？一、互感现象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.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.3、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。收音机里的磁性天线.L

问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？K

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：通电瞬间演示1电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。分析：演示2S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。现象：思考与讨论：P23断电瞬间二、自感现象1.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.3.自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。

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。自感电动势的方向增反减同

导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反；导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同.

如图4－6－6所示的电路可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应(

)A．先断开开关S1

B．先断开开关S2C．先拆去电流表 D．先拆去电阻RB三、自感系数1.自感电动势的大小：与电流的变化率成正比.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：（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位：毫亨mH微亨μH

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没有铁芯时大得多。一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数．如果这个电路中的电流的变化率变为40A/s，自感电动势又有多大？关于线圈自感系数的说法，错误的是()A．自感电动势越大，自感系数也越大B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大D．线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零

阅读教材P24，回答问题：1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？

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.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。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。自感现象的应用和防止

1应用：在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。

2防止：在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。

由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。双线绕法消除自感现象

课堂训练

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。

L

A1R

A2

SR1A2A1DA10.在如图9所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5Ω，R2＝7.5Ω，线圈的直流电阻可以忽略。闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4A。试求电池的电动势和内阻。

SA

LR1R2如图所示，电源的电动势E＝15V，内阻忽略不计．R1＝5Ω，R2＝15Ω，电感线圈的电阻不计，求当开关S接通的瞬间，S接通达到稳定时及S切断的瞬间流过R1的电流

LR1R2

S开关S接通瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R1的电流为I1＝ER1＝155A＝3A．开关S断开瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为3A.如图所示，水平固定的闭合导轨分别由平行的直轨和同心半圆形导轨构成，两轨间距离均为d，同心圆的内圆半径均为d.两轨间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，内外两条轨道间用导线和电阻为R的电阻连接，其他电阻可忽略.一根导体棒在两轨道上滑动，棒在平行直轨道上垂直导轨做匀速直线运动，速度大小为v；棒在圆弧导轨上匀速转动，棒与外圆轨道接触点的线速度大小为v，运动中棒的延长线始终过圆心O1或O2。求：(1)当棒在圆弧导轨上运动时，电阻R两端的电压U；(2)棒在平直导轨上移动距离为L的过程中，电阻R产生的焦耳热Q.（2分）24．(12分)解：（1）根据题意,棒在圆弧轨上滑行角速度为 1根据法拉第电磁感应定律

2由几何知识可知 3联立123，得R两端的电压 4（2）根据法拉第电磁感应定律，棒在直轨上滑行产生的感应电动势 5通过电阻的电流 6又 7根据焦耳定律 8联立5678，得 9评分参考：158式各2分，234679式各1分。11、如图所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m，接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：（1）导体ab上的感应电动势的大小？（2）回路上感应电流的大小？（3）要维持ab作匀速运动，外力应多大？12、面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B=0.02t，R=3Ω，C=30μF，线圈电阻r=1Ω，求：（1）通过R的电流大小和方向

（2）电容器的电荷量。13．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻

Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.