人教版高中物理《互感和自感》课件.ppt
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- 互感和自感 人教版 高中物理 互感 自感 课件
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1、第一页,共34页。在在“探究感应电流的产生条件探究感应电流的产生条件”的实验的实验中,改变通过小线圈中,改变通过小线圈A A的电流大小,我们会的电流大小,我们会发现大线圈发现大线圈B B就能产生就能产生感应电流感应电流。对这个现。对这个现象我们是如何解释的?象我们是如何解释的?第二页,共34页。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闭合回路产生感应电流。闭合回路产生感应电流。第三页,共34页。一、互感现象一、互感现象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
2、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。2.应用:变压器应用:变压器第四页,共34页。3 3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中,生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间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间的互感。的互感。一、互感现象一、互感现象第五页,共34页。现在,我们再来关
3、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线圈会产生感应电流,线圈会产生感应电流,是因为穿过是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化线圈的磁通量发生了变化,但我们发现但我们发现,A线圈是插在线圈是插在B线圈中的线圈中的,根据这个情况根据这个情况,你还能想到什你还能想到什么?么?在在B线圈中产生电磁感应现象线圈中产生电磁感应现象,那么那么在在A线圈线圈是否也会产生电磁感应现象是否也会产生电磁感应现象呢?呢?第六页,共34页。如图所示,闭合开关如图所示,闭合开关S瞬间,两个灯泡会瞬间,两个灯泡会有什么现象呢?有什么现象呢?二、自感现象二、自感现象现象:现
4、象:在闭合开关在闭合开关S瞬间,灯瞬间,灯A2立刻正立刻正常发光,常发光,A1却比却比A2迟一段时间才正常发迟一段时间才正常发光。光。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,这个感应电自身的磁通量增加,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变化,故通过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的电的电流不能立即增大,灯流不能立即增大,灯A1的亮度只能慢慢增加,最终与的亮度只能慢慢增加,最终与A2相同。相同。1自感现象自感现象?第七页,共34页。如图所示,断开开关如图所示,断开开关S瞬间,灯泡会有什么瞬间,灯泡会有
5、什么现象呢?现象呢?二、自感现象二、自感现象现象:现象:在断开开关在断开开关S瞬间(灯更亮一下),灯瞬间(灯更亮一下),灯A过一段时间才熄灭。过一段时间才熄灭。1自感现象自感现象?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,产生的感应电动势阻的磁通量减少,产生的感应电动势阻碍磁通量的减少,感应电流沿着碍磁通量的减少,感应电流沿着LA流动,所以灯流动,所以灯A会过一段时间会过一段时间才熄灭。才熄灭。第八页,共34页。二、自感现象二、自感现象1、电源断开时,通过、电源断开时,通过L的电流会减小,这时会的电流会减小,这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使出现感应电动势
6、。感应电动势的作用是使L中的电中的电流减小得更快些还是更慢些?流减小得更快些还是更慢些?2、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源,它能向外供电。由于、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源,它能向外供电。由于开关已断开,线圈提供的感应电流将沿着什么途径流动?开关已断开,线圈提供的感应电流将沿着什么途径流动?3、开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致?、开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致?1自感现象自感现象思考与讨论:思考与讨论:4、开关断开后,通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大,为了、开关断开后,通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更
7、大,为了使实验的效果更明显,对线圈使实验的效果更明显,对线圈L应该有什么要求?应该有什么要求?第九页,共34页。二、自感现象二、自感现象讨论:讨论: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断开瞬间,断开瞬间,灯泡灯泡A是否会更亮一下?更亮一下的条件是什么?是否会更亮一下?更亮一下的条件是什么?设设A、L两端电压为两端电压为U。若若RARL,有,有IAIL,在断开开关的瞬间,通过灯泡的电流会瞬时,在断开开关的瞬间,通过灯泡的电流会瞬时增大,灯泡会更亮一下。增大,灯泡会更亮一下。若若RARL,有,有IAIL,断开开关后,通过灯泡的电流减小,灯泡不,断开开关后,通过灯泡的电流减小,灯泡
8、不会更亮一下。会更亮一下。1自感现象自感现象第十页,共34页。二、自感现象二、自感现象2自感的应用和防止自感的应用和防止1、应用:日光灯、应用:日光灯 2、防止:变压器、电动机、防止:变压器、电动机 1自感现象自感现象自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感自感现象: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。应现象叫自感现象。自感电动势:自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。自感电动势:自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。第十一页,共34页。一、互感现象一、互感现象二、自感现象二、自感现象自感电动势的作用:阻碍导体中自身的电流自感电动势的作用:阻碍导体中自身的
9、电流变化变化。注意:注意:“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”,电流原来怎么变化还,电流原来怎么变化还是怎么变,只是变化变慢了,即对电流的变化起延迟作是怎么变,只是变化变慢了,即对电流的变化起延迟作用。用。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电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象,叫现象,叫自感现象自感现象。2、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。当当一个线圈一个线圈中电流变化,在中电流变化,在另一个线圈另一个线圈中产生感应电动中产生感应电动势的现象,称为势的现象,称为互感互感。应用:变压器应用:变压器第十二页,共34页。一、互感现象一、互感现
10、象二、自感现象二、自感现象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电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象,叫现象,叫自感现象自感现象。当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动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,称为势的现象,称为互感互感。应用:变压器应用:变压器2、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的自身电流的增大增大 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流的自身电流的减小减小第十三页,共34页。一、互感现象一、互感现象二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化
11、而产生的电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象,叫现象,叫自感现象自感现象。当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动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,称为势的现象,称为互感互感。应用:变压器应用:变压器2、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的自身电流的增大增大 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流的自身电流的减小减小三、自感系数三、自感系数第十四页,共34页。结合下列问题,自学课本结合下列问题,自学课本P24自感系数自感系数部分内容。部分内容。(1)自感电动势的表达式如何?)自感电动势的表达式如何?式中
12、各符号的代表什么?式中各符号的代表什么?(2)自感系数的大小与什么因素有关?)自感系数的大小与什么因素有关?它的主单位是什么?常用单位还有哪些?它的主单位是什么?常用单位还有哪些?各单位的符号怎么写?各单位的符号怎么写?第十五页,共34页。三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小:与电流的变化率成正比、自感电动势的大小:与电流的变化率成正比2 2、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:亨利,简称亨,符号是)自感系数的单位:亨利,简称亨,符号是 H H。常用单位:毫亨(常用单位:毫亨(m
13、 Hm H)微亨(微亨(H H)IELt 实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系实验表明,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。铁芯时大得多。3 3、自感物理意义:描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义:描述线圈产生自感电动势的能力第十六页,共34页。四、磁场的能量四、磁场的能量 问题:在断电自感的实验中,为什么开关问题: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
14、讨论。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,开关断开时,线圈作用相能量储存在磁场中,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。当于电源,把磁场中的能量转化成电能。第十七页,共34页。阅读教材最后一段,回答问题:阅读教材最后一段,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”,应该怎样理,应该怎样理解?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,自感电动势都要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,使线圈中的电流不能立即阻碍线圈中电流
15、的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零增大到最大值或不能立即减小为零 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 第十八页,共34页。当线圈中的电流增加时,自感电流的方向与原电流方向相反自感现象是指当线圈自身电流发生变化时,在线圈中引起的电磁感应现象自感电动势的大小与电流的变化率成正比 自感系数L由线圈自身的性质决定,与线圈的大小、粗细、匝数、有无铁芯有关 自感现象当线圈中的电流减小时,自感电流的方向与原电流的方向相同第十九页,共34页。自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生在判断电路性质时,一般分析方法是:当流过线圈L的电流突然增大瞬间
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