(2021新人教版)高中物理选择性必修第二册第2章 4.互感和自感讲义.doc
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《(2021新人教版)高中物理选择性必修第二册第2章 4.互感和自感讲义.doc》由用户(大布丁)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021新人教版 【2021新人教版】高中物理选择性必修第二册第2章 4.互感和自感讲义 2021 新人 高中物理 选择性 必修 第二 互感 自感 讲义 下载 _选择性必修 第二册_人教版(2019)_物理_高中
- 资源描述:
-
1、4.4.互感和自感互感和自感 学习目标:学习目标:1.物理观念物理观念了解自感系数的意义和决定因素。了解自感系数的意义和决定因素。2.物理观念物理观念 知道磁场具有能量。知道磁场具有能量。3.科学思维科学思维了解自感现象,理解自感电动势对电路中电了解自感现象,理解自感电动势对电路中电 流的影响。流的影响。4.科学思维科学思维了解互感现象及互感现象的应用。了解互感现象及互感现象的应用。 一、互感现象一、互感现象 1定义定义:两个相互靠近的线圈两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时当一个线圈中的电流变化时,它所产生的它所产生的 变化的磁场会在另一个线圈中产生变化的磁场会在另一个线圈中产生感应
2、电动势感应电动势的现象的现象。产生的电动势叫作互感产生的电动势叫作互感 电动势电动势。 2应用应用:互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈,变压器变压器、收收 音机的音机的“磁性天线磁性天线”就是利用就是利用互感现象互感现象制成的制成的。 3危害危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和在电力工程和 电子电路中电子电路中,互感现象有时会影响电路正常工作互感现象有时会影响电路正常工作。 二、自感现象和自感系数二、自感现象和自感系数 1自感现象自感现象:当一个线圈中的电流变化时当一个线圈
3、中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它产生的变化的磁场在它本身它本身 激发出感应电动势的现象激发出感应电动势的现象。 2自感电动势:由于自感电动势:由于自感自感而产生的感应电动势而产生的感应电动势。 3通电自感和断电自感通电自感和断电自感 电电路路现现象象 自感电动自感电动 势的作用势的作用 通电通电 自感自感 接通电源的瞬间接通电源的瞬间,灯泡灯泡 A1逐渐地亮起来逐渐地亮起来 阻碍电流阻碍电流 的的增加增加 断电断电 自感自感 断开开关的瞬间断开开关的瞬间, 灯泡闪亮一下后逐渐变暗灯泡闪亮一下后逐渐变暗 或灯泡或灯泡 A 逐渐变暗逐渐变暗,直至熄灭直至熄灭 阻碍电流阻碍电流 的的减小减小
4、4.自感电动势的大小:自感电动势的大小:ELI t, ,其中其中 L 是自感系数是自感系数,简称简称自感自感或或电感电感,单单 位:位:亨利亨利,符号是符号是 H。 5自感系数大小的决定因素:自感系数与线圈的自感系数大小的决定因素:自感系数与线圈的大小大小、形状形状、圈数圈数,以及以及 是否有是否有铁芯铁芯等因素有关等因素有关。 三、磁场的能量三、磁场的能量 1自感现象中的磁场能量自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源的能量输送给电源的能量输送给磁场磁场,储存储存 在在磁场磁场中中。 (2)线圈中电流减小时:线圈中电流减小时:磁场
5、磁场中的能量释放出来转化为电能中的能量释放出来转化为电能。 2电的电的“惯性惯性”:自感电动势有阻碍线圈中电流:自感电动势有阻碍线圈中电流变化变化的的“惯性惯性”。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“”“”) (1)两线圈相距较近时两线圈相距较近时,可以产生互感现象可以产生互感现象,相距较远时相距较远时,不产生互感现象不产生互感现象。 ( () ) (2)在实际生活中在实际生活中,有的互感现象是有害的有的互感现象是有害的,有的互感现象可以利用有的互感现象可以利用。( () ) (3)只有闭合的回路才能产生互感只有闭合的回路才能产生互感。( () ) (4)线圈自感
6、电动势的大小与自感系数线圈自感电动势的大小与自感系数 L 有关有关,反过来反过来,L 与自感电动势也与自感电动势也 有关有关。( () ) (5)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。( () ) 2(多选多选)如图所示如图所示,是一种延时装置的原理图是一种延时装置的原理图,当当 S1闭合时闭合时,电磁铁电磁铁 F 将将 衔铁衔铁 D 吸下吸下,C 线路接通;当线路接通;当 S1断开时断开时,由于电磁感应作用由于电磁感应作用,D 将延迟一段时将延迟一段时 间才被释放间才被释放。则则() A由于由于 A 线圈的电磁感应作用线圈的电磁感应作用,才产生延时释放
7、才产生延时释放 D 的作用的作用 B由于由于 B 线圈的电磁感应作用线圈的电磁感应作用,才产生延时释放才产生延时释放 D 的作用的作用 C如果断开如果断开 B 线圈的开关线圈的开关 S2,无延时作用无延时作用 D如果断开如果断开 B 线圈的开关线圈的开关 S2,延时将变化延时将变化 BCS1断开时,线圈断开时,线圈 B 中的磁场变弱,线圈中的磁场变弱,线圈 B 中有感应电流,中有感应电流,B 中电流中电流 的磁场继续吸引的磁场继续吸引 D 而起到延时的作用而起到延时的作用,故故 B 正确正确,A 错误错误;若若 S2断开断开,线圈线圈 B 中不产生感应电流而起不到延时作用,故中不产生感应电流而
8、起不到延时作用,故 C 正确,正确,D 错误。错误。 3通过一个线圈的电流在均匀增大时通过一个线圈的电流在均匀增大时,则这个线圈的则这个线圈的() A自感系数也将均匀增大自感系数也将均匀增大 B自感电动势也将均匀增大自感电动势也将均匀增大 C磁通量保持不变磁通量保持不变 D自感系数和自感电动势不变自感系数和自感电动势不变 D线圈的磁通量与电流大小有关线圈的磁通量与电流大小有关,电流增大电流增大,由法拉第电磁感应定律知由法拉第电磁感应定律知, 磁通量变化磁通量变化, C 项错误项错误; 自感系数由线圈本身决定自感系数由线圈本身决定, 与电流大小无关与电流大小无关, A 项错误项错误; 自感电动势
9、自感电动势 ELI t, ,与自感系数和电流变化率有关与自感系数和电流变化率有关,对于给定的线圈对于给定的线圈,L 一定一定, 已知电流均匀增大已知电流均匀增大,说明电流变化率恒定说明电流变化率恒定,故自感电动势不变故自感电动势不变,B 项错误项错误,D 项项 正确。正确。 对互感现象的理解和应用对互感现象的理解和应用 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接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当一个线圈中的电流变化 时时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢? 提示:提示:磁感线是闭合的,磁感线通过另一个线圈使得另一线圈磁
10、通量发生磁感线是闭合的,磁感线通过另一个线圈使得另一线圈磁通量发生 变化。变化。 1互感现象是一种常见的电磁感应现象互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生于绕在同一铁芯上的它不仅发生于绕在同一铁芯上的 两个线圈之间两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。 2互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感变压器就是利用互感 现象制成的现象制成的。 【例【例 1】如图甲所示如图甲所示,A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上两绝缘金属环套在同一铁芯上,A 环中电环中电流流 iA随时间随
11、时间 t 的变化规律如图乙所示的变化规律如图乙所示,下列说法中正确的是下列说法中正确的是() At1时刻时刻,两环作用力最大两环作用力最大 Bt2和和 t3时刻时刻,两环相互吸引两环相互吸引 Ct2时刻两环相互吸引时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥时刻两环相互排斥 Dt3和和 t4时刻时刻,两环相互吸引两环相互吸引 Bt1时刻感应电流为零时刻感应电流为零,故两环作用力为零故两环作用力为零,A 错误错误;t2和和 t3时刻时刻 A 环中环中 电流在减小,则电流在减小,则 B 环中产生与环中产生与 A 环中同向的电流,故相互吸引,环中同向的电流,故相互吸引,B 正确,正确,C 错错 误;误;t
12、4时刻时刻 A 中电流为零,两环无相互作用,中电流为零,两环无相互作用,D 错误。错误。 跟进训练跟进训练 1在同一铁芯上绕着两个线圈在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在单刀双掷开关原来接在 1 处处,现把它从现把它从 1 扳到扳到 2,如图所示如图所示,试判断在此过程中试判断在此过程中,在电阻在电阻 R 上的电流方向是上的电流方向是() A先由先由 PQ,再由再由 QP B先由先由 QP,再由再由 PQ C始终由始终由 QP D始终由始终由 PQ C开关由开关由 1 扳到扳到 2, 线圈线圈 A 中电流产生的磁场由向右变为向左中电流产生的磁场由向右变为向左, 先减小后先减小后 反向
13、增加,由楞次定律可得反向增加,由楞次定律可得 R 中电流由中电流由 QP,C 正确。正确。 对自感现象的理解和应用对自感现象的理解和应用 如图如图 A1、A2是规格完全一样的灯泡是规格完全一样的灯泡。 闭合电键闭合电键 S,调节变阻器调节变阻器 R 和和 R1,使使 A1、A2亮度相同且正常发光亮度相同且正常发光。 然后断开开关然后断开开关 S。重新闭合重新闭合 S,观察到什么现象?观察到什么现象? 提示:提示:灯泡灯泡 A2立刻正常发光,跟线圈立刻正常发光,跟线圈 L 串联的灯泡串联的灯泡 A1逐渐亮起来。逐渐亮起来。 1对自感现象的分析思路对自感现象的分析思路 (1)明确通过自感线圈的电流
14、大小的变化情况明确通过自感线圈的电流大小的变化情况(是增大还是减小是增大还是减小)。 (2)根据根据“增反减同增反减同”,判断自感电动势的方向判断自感电动势的方向。 (3)分析阻碍的结果:当电流增强时分析阻碍的结果:当电流增强时,由于自感电动势的作用由于自感电动势的作用,线圈中的电线圈中的电 流逐渐增大流逐渐增大,与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大;当电流减小时与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大;当电流减小时,由于自由于自 感电动势的作用感电动势的作用,线圈中的电流逐渐减小线圈中的电流逐渐减小,与线圈串联的元件中的电流也逐渐与线圈串联的元件中的电流也逐渐 减小减小。 2自感现象中,灯泡亮度变化
15、的问题自感现象中,灯泡亮度变化的问题 与线圈串联的灯泡与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡与线圈并联的灯泡 电路图电路图 通电时通电时 电流逐渐增大电流逐渐增大, 灯泡逐灯泡逐 渐变亮渐变亮 电流电流 I1突然变大突然变大,然后逐渐减小达到稳然后逐渐减小达到稳 定定,灯泡突然变亮然后逐渐变暗灯泡突然变亮然后逐渐变暗,最后最后 亮度不变亮度不变 断电时断电时 电流逐渐减小电流逐渐减小, 灯泡逐灯泡逐 渐变暗渐变暗, 电流方向不变电流方向不变 电路中稳态电流为电路中稳态电流为 I1、I2,若若 I2I1, 灯泡逐渐变暗灯泡逐渐变暗;若若 I2I1,灯泡闪亮一灯泡闪亮一 下后逐渐变暗下后逐渐变暗,两种情
16、况灯泡电流方向两种情况灯泡电流方向 均改变均改变 【例【例 2】(多选多选)如图所示如图所示,灯灯 A、B 完全相同完全相同,带铁芯的线圈带铁芯的线圈 L 的电阻可的电阻可 忽略忽略,则则() AS 闭合的瞬间闭合的瞬间,灯灯 A、B 同时发光同时发光,接着灯接着灯 A 变暗变暗,灯灯 B 更亮更亮,最后最后灯灯 A 熄灭熄灭 BS 闭合瞬间闭合瞬间,灯灯 A 不亮不亮,灯灯 B 立即亮立即亮 CS 闭合瞬间闭合瞬间,灯灯 A、B 都不立即亮都不立即亮 D稳定后再断开稳定后再断开 S 的瞬间的瞬间,灯灯 B 立即熄灭立即熄灭,灯灯 A 闪亮一下再熄灭闪亮一下再熄灭 ADS 接通的瞬间,接通的瞬
展开阅读全文