（2019） 新人教版高中物理高二选择性必修二第二章：2.4互感和自感ppt课件.ppt

1、学 习 目 标 在法拉第的实验中两个线圈并没有用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？另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？GP线圈线圈L L1 1线圈线圈L L2 2ABSGCD1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线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，称为互感互感电动势。电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两

2、个线圈之间两个线圈之间, ,且可发生于且可发生于任何两个相互任何两个相互靠近的电路靠近的电路之间之间. .一、互感现象一、互感现象3 3、利用互感现象，可以把、利用互感现象，可以把能量能量从一个线从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在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用。电工技术和电子技术中有广泛的应用。 收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线. L 问题问题：K K接通瞬间，接通瞬间，线圈线圈L L本身中会不本身中会不会会产生感应电动势？产生感应电动势？K 为什么灯为什么灯 立即亮立即亮 灯灯 要过会儿亮要过会儿亮呢呢 A AB B, ,? ?通电自感通电

3、自感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯为什么灯 立即亮立即亮 灯灯 要要过会儿亮呢过会儿亮呢 A AB B, ,? ?通电自感通电自感现象分析现象分析 灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来. .现象：现象：通电瞬间演示演示1 1A AB B分析分析B B灯灯S接通接通穿过线圈的电流穿过线圈的电流I I 增大增大穿过线圈的磁通量增大穿过线圈的磁通量增大线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势B灯逐渐亮灯逐渐亮流过流过A、B灯的电流随时间怎样变化？灯的电流随时间怎样变化？阻碍电流增大阻碍电流增大？分析分析B B灯

4、灯I IA AI IB BI It tA AB BA AB B 为什么灯不是立即熄灭，而为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭要闪亮一下才熄灭. .断电自感断电自感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯不是立即熄灭，而为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭要闪亮一下才熄灭断电自感断电自感现象分析现象分析通过线圈的电流通过线圈的电流I I 减小减小穿过圈的磁通量减小穿过圈的磁通量减小线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势灯逐渐熄灭灯逐渐熄灭流减小流减小（补偿）（补偿）S断开断开？ 1 感应电流方向如何？感应电流方向如何？ 2 原电流方向如何？原电流方向如何？O Ot tI I3 通过灯的电

5、流怎样变化？通过灯的电流怎样变化？阻碍电阻碍电演示演示2 2S S断开时，断开时，A A 灯突然闪亮一下灯突然闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象：断电瞬间 提示：断电前后情况比较提示：断电前后情况比较ILIAiLiAOit 分析：分析： 断电前通过断电前通过A灯的电流是由灯的电流是由电源提供电源提供的，的，根据电路中并联规律可知，线圈根据电路中并联规律可知，线圈L的电阻由于的电阻由于很小，故电路中的电流大部分流过线圈很小，故电路中的电流大部分流过线圈L，有，有ILIA，断电后，线圈，断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流自身电流的减小，结果线圈中的

6、电流IL反向流反向流过灯过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现熄灭的现象出现讨论讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？LRK图图 3abAE注意：注意：1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下不能认为任何断电现象灯都会闪一下当当ILIA时时,会闪一下会闪一下,再逐渐熄灭再逐渐熄灭当当ILIA或或 IL=IA时时,不会闪不会闪,逐渐熄灭逐渐熄灭2断电实验中，线圈的电流方向断电实验中，线圈的电流方向不变不变，而灯，而灯电流方向与原来方向电流方向与原来方向相反相反3.原来的原来的IL和和IA哪一个大，要由哪一个大，要由L的

7、直流电阻的直流电阻RL与与A的电阻的电阻RA的大小来决定。如果的大小来决定。如果RLRA，则，则ILIA；如果；如果RLIA。1 1、由于导体、由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的发生变化而产生的电磁感应现象电磁感应现象, ,叫叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势、自感现象中产生的电动势-叫叫自感电动自感电动势势。二、自感现象二、自感现象二、自感现象二、自感现象. .3.3.自感电动势的作用：自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中原来的导体中原来的 电流变化。电流变化。 注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变原来怎么变化还是怎

8、么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。慢了，即对电流的变化起延迟作用。自感电动势的方向自感电动势的方向增增 反反 减减 同同 导体电流导体电流增加增加时，阻碍电流增加，此时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向时自感电动势方向与原电流方向相反相反； 导体电流导体电流减小减小时，阻碍电流减小，时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向此时自感电动势方向与原电流方向相同相同. .自感电动势自感电动势 磁通量变化率磁通量变化率 正比关系正比关系电 流 变 化 率电 流 变 化 率 正比关系正比关系正比关系正比关系4.4.自感电动势的大小：自感电动势的大小： 与与电流的变化率电

9、流的变化率成正比成正比. .IELt三三. .自感系数自感系数 L-L-简称自感或电感简称自感或电感 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：亨利亨利，简称亨，符，简称亨，符号是号是 H H。 常用单位：毫亨常用单位：毫亨mHmH 微亨微亨H H 实验表明，线圈越实验表明，线圈越大大, ,越越粗粗, ,匝数越多匝数越多，自感系数越大。另外，自感系数越大。另外，带有铁芯带有铁芯的线圈的的线圈的自感系数比没有铁芯时自感系数比没有铁芯时大得多大得多。三、自感系数三、自感系数自感现象的应用与防止：自感现象的应用与防止：电弧放电烧坏开关危 及

10、生 命由于两根平行导线中由于两根平行导线中的电流方向的电流方向相反相反，它们，它们的磁场可以互相抵消，的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的影响减弱到可以忽略的程度。程度。四、磁场的能量四、磁场的能量问题：问题：在断电自感的实验中，为什么开关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至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。 开关闭合时线圈中有电流，电流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，开关产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈

11、作用相当于电源，把磁断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。场中的能量转化成电能。例例1 1、关于自感现象，正确的说法是关于自感现象，正确的说法是：（ ）A 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 B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；系数一定较大；C C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；圈中产生的自感电动势也越大；D D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。D2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内

12、阻都忽略不计，如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是两个电阻的阻值都是R，电键，电键S原来打开，电流为原来打开，电流为I0，今，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（这电动势（ ）A. 有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零减少到零B. 有阻碍电流的有阻碍电流的作用作用，最后电流总小于，最后电流总小于I0C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变保持不变D. 有阻碍电流增大的作用，有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到但电流

13、最后还是增大到2 I0SRRI0LD 提示：线圈中的电流不能突变 3、 如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发现电流表时，发现电流表A1向左向左偏，则当断开偏，则当断开S的瞬间，电流表的瞬间，电流表A1 、 A2指针的指针的偏转情况是：（偏转情况是：（ ）A. A1向左，向左，A2向右向右B. A1向右，向右，A2向左向左C. A1 、A2都向右都向右D. A1 、A2都向左都向左LR2R1SA1A2解：解：合上合上S后稳定时，后稳定时，R2和和L中电流方向向右，指针左偏中电流方向向右，指针左偏 断开断开S的瞬间，的瞬间， L中电流不能突变，中电流不能突变， A2向左偏，向左偏， 通过闭合回

14、路中的电流为逆时针方向，通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方中电流方向与原来相反，指针右偏。向与原来相反，指针右偏。所以所以 A1向右，向右，A2向左向左 B4、同上题同上题的电路中，的电路中，L L是一带铁芯的线圈，是一带铁芯的线圈，R R为电阻。两为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数两电流表的读数I I1 1、I I2 2的大小关系是（的大小关系是（ ）A A、接通时、接通时I I1 1III2 2；B B、接通时、接通时I I2 2III2 2，断开时，断开时I I1 1II2 2；D D

15、、接通时、接通时I I1 1=I=I2 2，断开时，断开时I I1 1II2 2。R2LR1SA1A2B5、如图、如图AB是相同的小灯泡，是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻是带铁芯的线圈，电阻不记，调节不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时开关合上和断开时 （ ）A、两灯同时亮，同时灭、两灯同时亮，同时灭B、合上、合上S，B比比A先达到正常发光状态先达到正常发光状态C、断开、断开S，AB两灯都不会立即两灯都不会立即灭，通过灭，通过AB两灯的电流方向都两灯的电流方向都与原电流方向相同与原电流方向相同D、断开、断开S时，时，A灯会突然闪亮灯会突然闪亮一下后，再熄灭一下后，再熄灭B