宁夏回族自治区银川市六盘山高级中学高中物理人教版选修3-2课件第四章电磁感应第6节互感和自感（共28张）

物理选修3-2第四章

第6节互感和自感

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？一、互感现象1、定义：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、本质：电磁感应（感生电动势）3.应用：目的是将能量从一个线圈传递到另一线圈。（2）电子设备的磁性天线：（1）变压器：利用互感现象的原理制成的。4.防止：目的是防止电路中原件间的互相影响

互感现象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。演示1：观察通电瞬间A1、A2的亮度

LA1RA2

S

R11、A1、A2选用规格完全相同的灯泡。2、闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。3、重新闭合S，观察A1、A2亮度变化，会有什么现象？现象：灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来，A1即总比A2

滞后一段时间。

解析：电路接通时，线圈中的电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，可知线圈L中要产生感应电动势。用楞次定律可判定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。故通过灯A1的电流不能立即达到最大值，而是逐渐增强到最大值，即延迟了电流达到最大值的时间。

LA1RA2

S

R1结论：根据“增反减同”，感应电流总是要阻碍原电流的变化。A1中的感应电流I1从0逐渐增大到正常值。反馈训练1、实验一中，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。ItItItIt

ABCDCA

LA1RA2

S

R1

LA1RA2

S

R1演示2：观察断电瞬间A1、A2的亮度1、A1、A2选用规格完全相同的灯泡。2、闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯保持正常发光。3、断开S，观察A1、A2亮度变化，会有什么现象？现象：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。解析：断开瞬间，通过线圈L的电流减弱，穿过线圈的磁通量减少，线圈中就要产生感应电动势。此时，电源虽已断开，但线圈L中的感应电动势相当于新的电源，由于线圈L和灯泡A1、A2组成了闭合电路，感应电流流经灯泡A1、A2所在的回路，使得灯泡A1、A2不会逐渐熄灭。

LA1RA2

S

R1结论：根据“增反减同”，感应电流总是要阻碍原电流的变化。A1、A2中的感应电流从I1逐渐减小到0思考与讨论：教材23页1、电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？2、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电，由于开关已经断开，线圈提供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是否一致？4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来更大？为了使实验效果更明显，对线圈L有什么要求？断电时通过灯泡中的电流随时间变化曲线(图2)分析：设过线圈L与灯泡A的电流分别为IL和IA，方向均为从左往右。IAtO在断开开关瞬间，灯泡中的电流IA立即消失。但是灯泡A与线圈L构成一闭合回路，由于L的自感作用，其电流IL不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱。（1）如果IL﹥IA，即RL﹤RA，则在灯泡熄灭之前还要闪亮一下；，（2）如果IL≦IA，即RL≧RA，则灯泡会逐渐熄灭，而不会再闪亮一下。反馈训练2、如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是()LA2IISIitto0Iitto0-IIitto0-I-2IIitto02IABCDC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。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。2、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。三、自感系数L1、自感电动势的大小与电流的变化率成正比其中L-----自感系数简称自感或电感（1）决定线圈自感系数大小的因素：

（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）

与线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大；带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。自感系数很大有时会产生危害：

电动机等大功率用电器的开关应该装在金属壳中。最好使用油浸开关，即把开关的接触点浸在绝缘油中，避免断电感应的高压出现电火花，甚至击穿空气出现电弧，导致触电。双线绕法消除自感现象自感现象应用——日光灯工作原理日光灯结构：镇流器的结构：启动器的结构：日光灯的工作原理镇流器的作用1、点燃时产生瞬时高压2、工作时降压限流四、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。

阅读教材最后一段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一、互感现象二、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。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。2.应用与防止：变压器，屏蔽2、①通电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的增大

②断电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的减小三、自感系数1、自感电动势的大小2、自感系数的大小：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁心有关2、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。

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

R1A1A2A2A1课堂训练

2、如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有()A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭LAA课堂训练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

D2LRSA4.如图所示的电路中，电灯