人教版选修32第6节《自感和互感》课件.ppt

1、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发生变化而产生的电磁感应现象生的电磁感应现象,叫叫自感现象自感现象。一、自感现象一、自感现象感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势常用单位：毫亨（m H）微亨（H）线圈中产生的自感电动势就小.在电路（b）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关接通时D2先达最亮，断开时D2后灭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。3对比两次图像有什么不同？（2）自感系数的单位：亨利 简

2、称 亨 符号是 H接通时D2先达最亮，断开时D2后灭L A11电路如图所示,当开关S闭合后，由传感器得到R中的电流随时间变化的图像。一下，然后熄灭或正常发光。（1）决定线圈自感系数的因素：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。2、自感系数 L 反映线圈 自身的性质.（2）自感电动势大小：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮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；C D 1、演示自感的实验电路图如图所示，L是电感线圈，A1、A2是相同的灯泡，R阻值与L的直流电阻值相同。在电路（b）中，断开S，D将渐渐变暗接通时D2先达最亮，断开时D1后

3、灭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。2 2、自感现象中产生的电动势、自感现象中产生的电动势 -叫叫自感电动势自感电动势。自感电动势的作用：自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中导体中原来的电流变化原来的电流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流，电流原来怎么变化原来怎么变化还是怎么变还是怎么变，只是变化变，只是变化变慢了，即对电流的变化起慢了，即对电流的变化起延迟作用延迟作用。演示实验演示实验1 A A1 1、A A2 2 使用规格完全一样的灯泡。使用规格完全一样的灯泡。闭合电键闭合电键S S，调节变阻器，调节变阻器 R R 和和 R R1 1 ，

4、使，使A A1 1、A A2 2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 S。重新闭合重新闭合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？演示实验演示实验1 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逐渐逐渐亮起来亮起来。电路接通时，电流由零开始增加，穿过电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈线圈L L的磁通量逐渐增加，的磁通量逐渐增加，L L中产生的感应电中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时中电流增加，即推迟了电流达到正常值

5、的时间。间。现象现象分分析析演示实验演示实验2 2 接通电路，待灯泡接通电路，待灯泡A A正常正常发光。然后断开电路，观察发光。然后断开电路，观察到什么现象？到什么现象？S S断开时，断开时，A A 灯突然灯突然闪亮一下闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象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tIttEtILE5、自感电动势的大小：、自感电动势的大小：对同一线圈对同一线圈:电流变化快电流变化快,穿过线圈的穿过线圈的磁通量变化快磁通量变化快线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就大电动势就大.电流变化慢电

6、流变化慢,穿过线圈的穿过线圈的磁通量变化慢磁通量变化慢线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就小电动势就小.对不同线圈对不同线圈:电流变化快慢一样电流变化快慢一样,自感电动势不同自感电动势不同tIEtILE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.（1）决定线圈自感系数的因素：则当电键S闭合瞬间，比 先亮，最后 比 亮。在电路（b）中，断开S，D将渐渐变暗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.1电路如图所示,当开关S闭合后，由传感器得到R中的电流随时间变化的图像。4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关2 防止：在切断自感系数很大、电流很强的电路的

7、瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。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。C D 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。S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。（2）自感电动势大小：2传感器与L串联，当开关闭合后，由传感器得到L中的电流随时间变化的图像。线圈中产生的自感电动势就大.则当电键S闭合瞬间，比 先亮，最后 比 亮。接通时D1先达最亮，断开时D1后灭接通时D2先达最亮，断开时D1后灭自感系数很大有时会产生危害：1、由于导体本身的电流发生变化而产

8、生的电磁感应现象,叫自感现象。重新闭合S，观察到什么现象？插入铁芯线圈的自感系数变大跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。磁通量 恒=0自感系数很大有时会产生危害：1 1、自感系数、自感系数 L L -简称简称自感自感或或电感电感 二、自感系数二、自感系数2、自感系数自感系数 L 反映线圈反映线圈 自身的性质自身的性质.tILE（1 1）决定决定线圈自感系数的线圈自感系数的因素因素：（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利 简称简称 亨亨 符号是符号是 H H 常用单位：常用单位：毫亨（毫亨（m Hm H）微亨（微亨（H H）实验表明，线圈越实验表明，线圈越长长，越，越粗粗，匝数，匝数

9、越多越多，自感系数越大自感系数越大。另外另外，带，带有铁芯有铁芯的线圈的自感系数比没的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。有铁芯时大得多。三、自感系数三、自感系数什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮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。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，该电动势感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势会补充会补充A灯或灯或A2灯中的电流，从而使灯中的电流，从而使A

10、灯或灯或A2灯中灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。电流突然变大，所以要闪亮一下。实验1：（电路中电流传感器相当于电流表，因此用 来表示）ARASL1电路如图所示,当开关S闭合后，由传感器得到R中的电流随时间变化的图像。2传感器与L串联，当开关闭合后，由传感器得到L中的电流随时间变化的图像。RASL3对比两次图像有什么不同？流过R的电流流过L的电流 1 1 应用：应用：在交流电路中、在各种用电在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。如日光灯的镇流器等。2 2 防止：防止：在切断自感系数很大、电流很在切断自感系数很大、电流很强

11、的电路的瞬间，产生很高的电动势，强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。开关。自感现象的应用和防止自感现象的应用和防止1 1、安全开关问题安全开关问题电弧放电，烧坏开关，危及人身安全电弧放电，烧坏开关，危及人身安全2 2、精密电阻、精密电阻磁通量磁通量 恒恒=0 =0 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、自感现象应用四、自感现象应用日光灯原理日光灯原理日

12、光灯结构：日光灯结构：自感系自感系数较大数较大的线圈的线圈（镇流（镇流器）在器）在断开时断开时能产生能产生瞬时高瞬时高压，启压，启动器充动器充当自动当自动开关开关自感系数很大有时会产生危害：延时继电器延时继电器1 1、演示自感的实验电路图如图所、演示自感的实验电路图如图所示，示，L L是电感线圈，是电感线圈，A A1 1、A A2 2是相同是相同的灯泡，的灯泡，R R阻值与阻值与L L的直流电阻值的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是观察到的自感现象是 比比 先亮，先亮，最后达到同最后达到同样亮样亮。A2A1 L A1R A2 S R1 A2 A

13、1 L A1R A2 S R12 2、右图中，电阻、右图中，电阻R R的电阻值和电的电阻值和电感感L L的自感系数都很大，但的自感系数都很大，但L L的直的直流电阻值很小，流电阻值很小，A1A1、A2A2是两个规是两个规格相同的灯泡。则当电键格相同的灯泡。则当电键S S闭合闭合瞬间，瞬间，比比 先亮，最先亮，最后后 比比 亮亮 。A1A23 3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1D1和和D2D2是两个相同的小灯泡，是两个相同的小灯泡，L L是一个是一个自感系数相当大的线圈，其阻自感系数相当大的线圈，其阻值与值与R R相同。在电键接通和断开相同。在电键接通和断开时，灯泡时，灯泡D1D1和

14、和D2D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A.A.接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后灭后灭B.B.接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D2 2后灭后灭C.C.接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D2 2后灭后灭D.D.接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后灭后灭D1 D2L RSA4 4、如图所示，、如图所示，L L为自感系数较大的为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有当断开电键的瞬间会有A.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B

15、.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 AA 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连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？中为什么会产生感应电动势呢？1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中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，称为产生感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象。互感现象中产生的感应电动势，称为中产生的感应电动势，称为互感电动势

16、。互感电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间线圈之间,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电任何两个相互靠近的电路路之间之间.一、互感现象一、互感现象2.2.互感现象不仅发生于绕在同一铁芯互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间上的两个线圈之间,且可发生于任何两且可发生于任何两个个相互靠近相互靠近的电路之间的电路之间.3 3、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另、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有广泛的应

17、用。想一想：如果左侧的电键一直处于闭合想一想：如果左侧的电键一直处于闭合状态，那么右边的灯泡会亮吗？状态，那么右边的灯泡会亮吗？产生互感现象的条件是什么？产生互感现象的条件是什么？问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开问题：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。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，开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中能量储存在磁场中.开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化

18、成电能。场中的能量转化成电能。四、磁场的能量四、磁场的能量反馈训练1、实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的电流随时间变化的图像为的图像为 图；通过灯泡图；通过灯泡A2的的电流随时间变化的图像为电流随时间变化的图像为 图。图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1反馈训练2、在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻RA相等，则电键相等，则电键 断开前后通过线断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为圈的电流随时间的变化图像为 图，通图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为过灯泡的电流随时

19、间的变化图像为 图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键，则电键 断开前后通过线圈的电流随时断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为 图。图。It A B C DItItItACBDALS2 2如图，电阻如图，电阻R R和自感线圈和自感线圈L L的电阻值相等，接通的电阻值相等，接通S S，使电路达，使电路达到稳定状态，灯泡到稳定状态，灯泡D D发光，则（发光，则（）在电路（在电路（a a）中，断开）中，断开S S，D D将渐渐变暗将渐渐变暗在在电路（电路（a）中，断开）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗将先变得更亮，然后渐渐

20、变暗在电路（在电路（b）中，断开）中，断开S，D将渐渐变暗将渐渐变暗在电路（在电路（b）中，断开）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗将先变得更亮，然后渐渐变暗A A B C D D实验1：（电路中电流传感器相当于电流表，因此用 来表示）ARASL1电路如图所示,当开关S闭合后，由传感器得到R中的电流随时间变化的图像。2传感器与L串联，当开关闭合后，由传感器得到L中的电流随时间变化的图像。RASL接通时D1先达最亮，断开时D2后灭因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1，使A1、A2亮度相同且正常发光.电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢（2）自

21、感电动势大小：互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。线圈中产生的自感电动势就小.S R1接通时D2先达最亮，断开时D2后灭则当电键S闭合瞬间，比 先亮，最后 比 亮。3对比两次图像有什么不同？L A1电流突然变大，所以要闪亮一下。D1 D22、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；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。1 应用：在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电

22、磁感应现象,叫自感现象。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。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，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图；在电路（a）中，断开S，D将渐渐变暗电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快C D 感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势3对比两次图像有什么不同？流过R的电流流过L的电流小小 结结1 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

23、现象产生的感应电动势，称为互感现象产生的感应电动势，称为互感互感电动势。电动势。2、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。小结小结3 3、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫 自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势的作用：阻碍导体中）自感电动势的作用：阻碍导体中 原来的电流变化。原来的电流变化。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈的大小、形状、：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关圈数及有无铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量IELt电磁阻尼是导体相对于磁场运动;电磁驱动是磁场相对于导体运动。安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系