2015高中物理第4章第6节互感和自感课件新人教版选修3_2.ppt

4.6 4.6 互感和自感互感和自感 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导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？一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？一、互感现象一、互感现象1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈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,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电路任何两个相互靠近的电路之间之间.3 3、利用互感现象，可以把能、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛工技术和电子技术中有广泛的应用。的应用。 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发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，叫自感现象自感现象。2 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。 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。流变化。 注意：注意： “ “阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即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用。对电流的变化起延迟作用。演示实验演示实验1 A A1 1、A A2 2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 S，调节变阻器，调节变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再调节亮度相同，再调节R R1 1，使两灯正，使两灯正常发光，然后断开开关常发光，然后断开开关S S。重新闭。重新闭合合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？ 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。电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L L的的磁通量逐渐增加，磁通量逐渐增加，L L中产生的感应电动势的方向中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍与原来的电流方向相反，阻碍L L中电流增加，即中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。推迟了电流达到正常值的时间。现象：现象：分析：分析：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 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。现象：现象：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：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，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） 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。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讨论。论。 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，把磁场中的能量转化成电能。成电能。 阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P2828，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立即减小电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零为零 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 小结小结1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的。互感现象产生的感应电动势，称为感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。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。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：阻碍导体中原来的电流变）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。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、圈数及有无：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量IELt 课堂训练课堂训练1、演示自感的实验电路图如右图所示，、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，是电感线圈，A1、A2是规格相同的是规格相同的灯泡，灯泡，R的阻值与的阻值与L的直流电阻值相同。的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是感现象是 比比 先亮，最后达到先亮，最后达到同样亮。同样亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻、上图中，电阻R的电阻值和电感的电阻值和电感L的自感系数都很的自感系数都很大，但大，但L的直流电阻值很小，的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同是两个规格相同的灯泡。则当电键的灯泡。则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2A2A1 课堂训练课堂训练3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1和和D2是是两个相同的小灯泡，两个相同的小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与系数相当大的线圈，其阻值与R相相同。在电键接通和断开时，灯泡同。在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭D1 D2L RSA 课堂训练课堂训练 4、如图所示，、如图所示，L为自感系数较大的线为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有断开电键的瞬间会有A . 灯灯A立即熄灭立即熄灭 B . 灯灯A慢慢熄灭慢慢熄灭C . 灯灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D . 灯灯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