【物理】4.6《互感和自感》课件(新人教选修3-2).ppt

1、4.6 互感和自感,法拉第和他的实验线圈,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？,收音机的接收信号：,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、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。,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

2、互感。,实验一：,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。,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：,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？,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

3、图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。,A B C D,C,A,实验二： 1、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。,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。,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。,反馈训练 2、在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过

4、灯泡的电流随时间的变化图像为 图；,若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为 图。,A B C D,A,C,B,D,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。 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。,慢一些,沿已有的闭合回路流动,不一致,线圈插铁芯,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

5、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（m H） 微亨（H）,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。,3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力,插入铁芯线圈的自感系数变大,什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？,原因：,在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮 一下，然后熄灭或正常发光。,当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自 感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势 会补充A灯或A2灯中的电流，从而使A灯或A2灯中 电流突然变大，所以要闪亮一下。,自感系数很大有时会产生危害：,四、磁场的能

6、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。,五、自感现象应用,日光灯原理,日光灯结构：,1、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需要一个低于220V的工作电压。,2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？,启动器,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,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？

7、 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,小结,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。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 2、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。 3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 （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 铁心有关 5、磁场具有能量,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 A1,3、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