2.4互感和自感ppt课件-（2019） 新人教版高中物理选择性必修二.ppt

1、【学习目标学习目标】： 1、知道互感和自感现象及其产生原因、知道互感和自感现象及其产生原因 2、了解自感系数的意义和决定因素，知道磁、了解自感系数的意义和决定因素，知道磁场具有能量场具有能量 3、会解释通电和断电自感两类物理现象，认、会解释通电和断电自感两类物理现象，认识自感电动势对电路中电流的影响，并能对识自感电动势对电路中电流的影响，并能对含线圈的电路进行分析，经历科学思维过程含线圈的电路进行分析，经历科学思维过程，培养科学探究能力。，培养科学探究能力。 【重点重点】：通电自感和断电自感通电自感和断电自感【难点难点】：含线圈的电路分析含线圈的电路分析 2、楞次定律的内容是什么？、楞次定律的

2、内容是什么？1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？磁通量的变化磁通量的变化伴随着能量的转化伴随着能量的转化“阻碍阻碍”的方式是的方式是“增反减同增反减同” 在在“探究感应电流的产生条件探究感应电流的产生条件”的的实验中，改变通过小线圈实验中，改变通过小线圈A A的电流大小，的电流大小，我们会发现大线圈我们会发现大线圈B B就能产生就能产生感应电流感应电流。对这个现象我们如何解释？对这个现象我们如何解释？ 【问题问题1】：小线圈的电流变化小线圈的电流变化小线圈中电流激发的磁场变化小线圈中电流激发的磁场变化穿过大线圈的磁通量发生变化穿过大线圈的磁通量发生变化

3、闭合回路产生感应电流。闭合回路产生感应电流。1. 定义：当一个线圈中电流变化，在另一个线定义：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，称为圈中产生感应电动势的现象，称为互感互感 。互感现象中产生的感应电动势，称为互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。 利用互感现象可以把利用互感现象可以把能量能量 由一个由一个线圈传递到另一个线圈。线圈传递到另一个线圈。2. 应用：变压器应用：变压器3.3.防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间之间, ,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力且可发生于任何两个

4、相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。这时要设法减小电路间的互感。现在，我们再来关注上述的电路：现在，我们再来关注上述的电路： 在在A线圈中的电流变化时，线圈中的电流变化时，B线圈会产生感应线圈会产生感应电流，是因为穿过电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化线圈的磁通量发生了变化,但但A线圈是插在线圈是插在B线圈中的线圈中的,那么那么A线圈的磁通量线圈的磁通量会不会变化呢会不会变化呢 ？ 在在A线圈是否也会产生电磁感应现象线圈是否也会产生电磁感应现象呢？呢？如图所示，闭合开关

5、如图所示，闭合开关S瞬间，瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯两个灯泡的表现并不相同，灯A2立刻正常发光，立刻正常发光，A1却比却比A2迟迟一段时间才正常发光。一段时间才正常发光。为什么呢？为什么呢？原因：原因：由于线圈由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过变化，故通过A1的电流不能立即增大的电流不能立即增大，灯，灯A1的亮度只能慢慢增的亮度只能慢慢增加，最终与加，最终与A2相同。相同。 合作探究合作探究1：如图所示，断开开关如图所

6、示，断开开关S瞬间，灯泡瞬间，灯泡会有什么现象呢？会有什么现象呢？ 为什么？为什么？合作探究合作探究2：1、电源断开时，通过、电源断开时，通过L的电流会的电流会减小，进而产生减小，进而产生感应电动势感应电动势。感。感应电动势的作用是使应电动势的作用是使L中的电流中的电流减小得更快些还是更慢些？减小得更快些还是更慢些？2、由于开关已断开，线、由于开关已断开，线圈作为新电源提供的感圈作为新电源提供的感应电流将怎样流动？应电流将怎样流动？3、开关断开后通过灯泡的感、开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流应电流与原来通过它的电流方向是否一致？方向是否一致？提示：提示：现象：现象：在断开开关在断

7、开开关S瞬间，灯瞬间，灯A过一段时间才熄灭。过一段时间才熄灭。 原因：原因：开关断开瞬间，由于通过开关断开瞬间，由于通过L的磁通量减少，的磁通量减少，产生的感应电动势阻碍磁通量的减少，感应电流产生的感应电动势阻碍磁通量的减少，感应电流沿着沿着LA流动，所以灯流动，所以灯A会过一段时间才熄灭。会过一段时间才熄灭。 在如图所示的电路中，当开关在如图所示的电路中，当开关S断开断开瞬间，灯泡瞬间，灯泡A是否会更亮一下？更是否会更亮一下？更亮一下的条件是什么？亮一下的条件是什么？ 设设A、L两两端电压为端电压为U。若若RARL，有，有IAIL，在断开开关的瞬间，通过灯，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流泡

8、的电流IA 会瞬时增大（变为会瞬时增大（变为IL ），灯泡会更亮一下。），灯泡会更亮一下。若若RARL，有，有IAIL，断开开关后，通过灯泡的电流，断开开关后，通过灯泡的电流减小（变为减小（变为 IL ），灯泡不会更亮一下。），灯泡不会更亮一下。合作探究合作探究3：实验验证通电自感和断电自感实验验证通电自感和断电自感2应用和防止应用和防止1、应用：日光灯、应用：日光灯 2、防止：变压器、电动机（教材、防止：变压器、电动机（教材P40） 1定义：定义：自感现象：由于导体本身的电流发生变化而自感现象：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。产生的电磁感应现象叫自感现象。自感电动势

9、：自感现象中产生的感应电动势自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。叫自感电动势。 1 1、自感电动势的大小：、自感电动势的大小：2 2、自感系数、自感系数 L L：（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素： （2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：IELt 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，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。没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：、自感物理意义：预习教材并填空预习教材并填空与电流的变化率成正比与电流的变化率成正比

10、简称自感或电感简称自感或电感描述线圈产生自感电动势的能力描述线圈产生自感电动势的能力亨利，简称亨，符号是亨利，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） 请大家从能量的角度讨论一请大家从能量的角度讨论一下，在断电自感的实验中，下，在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？发光会持续一段时间？ 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁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圈作用相当于电源，把磁场中的能量转

11、化成电能。成电能。问题问题2： 阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P4141，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应怎样理解？，应怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动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中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 问题问题3：1.互感：当一个线圈中电流变化，在另一个线

12、互感：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，称为圈中产生感应电动势的现象，称为互感互感。2.自感：由于导体自感：由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生发生变化而产生的电磁感应现象，叫的电磁感应现象，叫自感现象自感现象。 通电自感通电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流自身电流的的增大增大1. 断电自感断电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电自身电流的流的减小减小3.自感系数：自感系数：描述线圈产生自感电动势的能力，描述线圈产生自感电动势的能力，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。带有铁芯的线圈

13、的自感系数比没铁芯时大得多。带有铁芯的线圈的自感系数比没铁芯时大得多。4.4.磁场的能量：磁场可以储存能量，并可以和磁场的能量：磁场可以储存能量，并可以和其他能量相互转化。其他能量相互转化。 小结：小结：例例1：关于自感现象，下列说法正确的是（：关于自感现象，下列说法正确的是（ ）A、感应电流一定和原电流方向相反、感应电流一定和原电流方向相反B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数 一定较大一定较大C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感系数较大自感系数较大D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈

14、中的、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感电动势也较大自感电动势也较大D学以致用：学以致用：02EIR例例2.2.如图所示，两个电阻均如图所示，两个电阻均为为R R，电感线圈，电感线圈L L的电阻的电阻及及电电池内阻池内阻均可忽略不计，均可忽略不计，S S原原来断开，电路中流来断开，电路中流 ，现将现将S S闭合，于是电路中产闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电生了自感电动势，此自感电动势的作用是（动势的作用是（ ）0I0I02IA.使电路的电流减小，最后使电路的电流减小，最后 减小为零减小为零B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍电流增大的作用，最后电流小于C.有阻碍电

15、流增大的作用，因而电流总保持不变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有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D学以致用：学以致用：练习练习1：如图所示，电路甲、乙中，电阻：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的的电阻值都很小，接通电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（发光。则（ ）A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，再渐渐变暗将先变得更亮，再渐渐变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路

16、乙中，断开在电路乙中，断开S，D将变得更亮，再渐渐变暗将变得更亮，再渐渐变暗AD学以致用：学以致用：例例3 3如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒由移动的金属棒PQPQ、MNMN，当，当PQPQ在外力作用下运动时，在外力作用下运动时，MNMN在磁场力作用下向右运动，则在磁场力作用下向右运动，则PQPQ所做的运动可能是所做的运动可能是（ ）A A向右匀加速运动向右匀加速运动 B B向左匀加速运动向左匀加速运动C C向右匀减速运动向右匀减速运动 D D向左匀减速运动向左匀减速运动BC 学以致用：学以致用：1.1.有关自感现象有关自感现象,

17、,下列叙述中正确的是：（下列叙述中正确的是：（ ）A A、有铁芯的多匝金属线圈中、有铁芯的多匝金属线圈中, ,通过的电流强度通过的电流强度 不变时不变时, ,无自感现象发生无自感现象发生, ,线圈的自感系数为零线圈的自感系数为零B B、导体中所通电流发生变化时、导体中所通电流发生变化时, ,产生的自感电产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化动势总是阻碍导体中原来电流的变化C C、线圈中所通电流越大、线圈中所通电流越大, ,产生的自感电动势也产生的自感电动势也越大越大D D、线圈中所通电流变化越大、线圈中所通电流变化越大, ,产生的自感电动产生的自感电动势也越大势也越大 课堂训练课堂训练

18、2.2.如图所示的电路中，如图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是两个相同的小灯泡，线圈是两个相同的小灯泡，线圈L L的电阻可以忽略，下列说法正的电阻可以忽略，下列说法正确的是确的是( )( )A.A.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2先亮先亮,A,A1 1后亮后亮, ,最后一最后一样亮样亮B.B.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2和和A A1 1始终一样亮始终一样亮C.C.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2立刻熄灭立刻熄灭,A,A1 1过一会过一会儿才熄灭儿才熄灭D.D.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,

19、A2 2和和A A1 1都要过一会儿才都要过一会儿才熄灭熄灭课堂训练课堂训练SA1A2LA.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L A3.3.如图所示，如图所示，L L为自感系数较大的线圈，电为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有会有( )( )课堂训练课堂训练4.4.如图所示如图所示, ,当当S S闭合时闭合时, ,通过灯通过灯A A的电流为的电流为I,I,通过线圈的电流

20、为通过线圈的电流为2I,2I,在某时刻在某时刻t t0 0,S,S断开断开, ,则能则能正确反映灯正确反映灯A A中电流变化的图是中电流变化的图是( )( )LA2IISIitto0Iitto0-IIitto0-I-2IIitto02IABCD课堂训练课堂训练5 5如图所示的电路中，如图所示的电路中，L L为电阻很小的线圈，为电阻很小的线圈，G G1 1和和G G2 2为零点在表盘中央的相同的电流表，当开关为零点在表盘中央的相同的电流表，当开关S S闭合时，闭合时，电流表电流表G G1 1指针偏向右方，那么当开关指针偏向右方，那么当开关S S断开时，将出现断开时，将出现的现象是（的现象是（ ）

21、A AG G1 1和和G G2 2指针都立刻回到零点指针都立刻回到零点B BG G1 1指针立刻回到零点，而指针立刻回到零点，而G G2 2指针缓指针缓 慢地回到零点慢地回到零点C CG G1 1指针立刻回到零点，而指针立刻回到零点，而G G2 2指针先指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D DG G1 1指针先立即偏向左方，然后缓慢指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而地回到零点，而G G2 2指针缓慢地回到零点指针缓慢地回到零点D G1G2课堂训练课堂训练6.6.如图所示，两圆环如图所示，两圆环A A、B B置于同一水平面上，其中置于同一水平面上，其中A A为为均匀带电绝缘环，均匀带电绝缘环，B B为导体环，当为导体环，当A A以如图所示的方向以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，绕中心转动的角速度发生变化时，B B中产生如图所示方中产生如图所示方向的感应电流，则（向的感应电流，则（ ）A A A A可能带正电且转速减小可能带正电且转速减小B B A A可能带正电且转速增大可能带正电且转速增大C C A A可能带负电且转速减小可能带负电且转速减小D D A A可能带负电且转速增大可能带负电且转速增大BC课堂训练课堂训练