人教版物理选修3246互感和自感.pptx

第四章第四章 电磁感应电磁感应 4.6 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？产生感应电流的条件是什么？引起回路磁通量变化的原因有哪些？一、互感现象：1.在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。问题情景：如图断开和闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感现象吗？ABSGCDI利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈.2 2、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线、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圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。用。互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间：在电力工程中和电子电路中，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中的互感.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。(“自我感应”)2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。二、自感现象：看图回答以下问题：1.螺线管中有无磁场?磁场的强弱与电流有无关系?2.当电流变化时,螺线管中的磁场是否变化?3.当电流变化时,通过螺线管中的磁通量是否变化?4.当电流变化时,螺线管中是否产生电磁感应现象?5.当电流变化时,螺线管中是否产生感应电动势?思考与讨论实验一：通电自感现象：在闭合开关瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。原因：由于线圈自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。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”其增加实验二，断电自感。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，然后断开电路。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。结论2:自感电动势的作用“阻碍”原电流的减少，但最终没有“阻止”其减少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简称自感或电感三、自感系数.（1）决定线圈自感系数的因素：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。（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（H）3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力自感系数很大有时会产生危害：自感系数很大有时会产生危害：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灯和A2灯中的电流，从而使A灯和A2灯中的电流突然变大，所以要闪亮一下。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。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。例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。CA练习1.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，通过灯泡的电流随时间的变化图像为_图；AC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，通过灯泡的电流随时间的变化图像为_图。ItItItItA B C DBD例2.如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流 ，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（）A.使电路的电流减小，最后 减小为零B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D练习2：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电流达到稳定，灯泡D正常发光。则（）A在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗AD一、互感现象1.当一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。2.应用：变压器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.通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小二、自感现象三、自感系数1、自感电动势的大小：2、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关 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。四、磁场的能量1 1知道什么是互感现象和自感现象。知道什么是互感现象和自感现象。2 2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。的单位及其大小的决定因素。3 3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。4 4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。的原因及磁场的能量转化问题。当闭合开关时电流表中有没有电流？当闭合开关时电流表中有没有电流？电能是哪里来的？电能是哪里来的？演示实验：演示实验：演示演示1 1