高中物理選修自感和互感課件

1、互感和自感互感和自感 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？電動勢呢？1 1、 當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感互感電動勢。電動勢。2 2、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間兩個線圈之間, ,且可發(fā)生于且可發(fā)生于任

2、何兩個相互任何兩個相互靠近的電路靠近的電路之間之間. .一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象3 3、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個線圈傳、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)遞到另一個線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。 1 1、由于導(dǎo)體、由于導(dǎo)體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象2 2、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 -叫叫自感電動勢自感電動勢。 自感電動勢的作用：自感電動勢的作用： 阻礙阻礙導(dǎo)體中導(dǎo)體中原來的電

3、流變化原來的電流變化。 注意：注意： “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流，電流原來怎么變化原來怎么變化還是怎么變還是怎么變，只是變化變，只是變化變慢了，即對電流的變化起慢了，即對電流的變化起延遲作用延遲作用。演示實驗演示實驗1 A A1 1、A A2 2 使用規(guī)格完全一樣的燈泡。使用規(guī)格完全一樣的燈泡。 閉合電鍵閉合電鍵S S，調(diào)節(jié)變阻器，調(diào)節(jié)變阻器 R R 和和 R R1 1 ，使，使A A1 1、 A A2 2亮度相同且正常發(fā)光亮度相同且正常發(fā)光. . 然后斷開開關(guān)然后斷開開關(guān)S S。 重新閉合重新閉合S S，觀察到什么現(xiàn)象？，觀察到什么現(xiàn)象？ 演示實驗演示實驗1 燈泡燈泡A A2

4、 2立刻正常發(fā)光立刻正常發(fā)光， 跟線圈跟線圈L L串聯(lián)的燈泡串聯(lián)的燈泡A A1 1逐漸逐漸亮起來亮起來。 電路接通時，電流由零開始增加，穿過電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈線圈L L的磁通量逐漸增加，的磁通量逐漸增加，L L中產(chǎn)生的感應(yīng)電中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙L L中電流增加，即推遲了電流達(dá)到正常值的時中電流增加，即推遲了電流達(dá)到正常值的時間。間?，F(xiàn)象現(xiàn)象分分析析演示實驗演示實驗2 2 接通電路，待燈泡接通電路，待燈泡A A正常正常發(fā)光。然后斷開電路，觀察發(fā)光。然后斷開電路，觀察到什么現(xiàn)象？到什么現(xiàn)象？S S斷開時，斷開時，

5、A A 燈突然燈突然閃亮一下閃亮一下才熄滅。才熄滅?，F(xiàn)象現(xiàn)象課本課本P23P23自感電動勢自感電動勢 磁通量變化率磁通量變化率 正比關(guān)系正比關(guān)系電 流 變 化 率電 流 變 化 率 正比關(guān)系正比關(guān)系正比關(guān)系正比關(guān)系對同一線圈對同一線圈: :電流變化快電流變化快, ,穿過線圈的穿過線圈的磁通量變化快磁通量變化快線圈中產(chǎn)生的自感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢就大電動勢就大. .電流變化慢電流變化慢, ,穿過線圈的穿過線圈的磁通量變化慢磁通量變化慢線圈中產(chǎn)生的自感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢就小電動勢就小. .對不同線圈對不同線圈:電流變化快慢一樣電流變化快慢一樣,自感電動勢不同自感電動勢不同tIEtILE1 1

6、、自感系數(shù)、自感系數(shù) L L - -簡稱簡稱自感自感或或電感電感 三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)2、 自感系數(shù)自感系數(shù) L 反映線圈反映線圈 自身的性質(zhì)自身的性質(zhì).tILE（1 1）決定決定線圈自感系數(shù)的線圈自感系數(shù)的因素因素： （2 2）自感系數(shù)的單位：）自感系數(shù)的單位： 亨利亨利 簡稱簡稱 亨亨 符號是符號是 H H 常用單位：常用單位： 毫亨（毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（HH） 實驗表明，線圈越實驗表明，線圈越長長，越，越粗粗，匝數(shù)，匝數(shù)越多越多，自感系數(shù)越大自感系數(shù)越大。 另外另外，帶，帶有鐵芯有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。有鐵芯時大得多。三、自感系數(shù)三

7、、自感系數(shù)問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至?xí)群?，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至?xí)仍瓉砀?？試從能量的角度加以討論。原來更亮？試從能量的角度加以討論?開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中能量儲存在磁場中. . 開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。四、磁場的能量四、磁場的能量閱讀教材閱讀教材 最后一段最后一段P P2424，回答問題：，回答問題：1 1、線圈能夠體現(xiàn)電的、線圈能

8、夠體現(xiàn)電的“慣性慣性”, ,應(yīng)該怎樣理解？應(yīng)該怎樣理解？2 2、電的、電的“慣性慣性”大小與什么有關(guān)？大小與什么有關(guān)？ 當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值不能立即增大到最大值 或或不能立即減小為零不能立即減小為零 電的電的“慣性慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù)大小決定于線圈的自感系數(shù) 五五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用與防止：自感現(xiàn)象的應(yīng)用與防止：1 1、安全開關(guān)問題安全開關(guān)問題電弧放電，燒壞開關(guān)，危及人身安全電弧放電，燒壞開關(guān)，危及人身安全2 2、精密電阻、精密電阻磁通量

9、磁通量 恒恒=0 =0 1 1、演示自感的實驗電路圖如圖所、演示自感的實驗電路圖如圖所示，示，L L是電感線圈，是電感線圈，A A1 1、A A2 2是相同是相同的燈泡，的燈泡，R R阻值與阻值與L L的直流電阻值的直流電阻值相同。當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時，相同。當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是觀察到的自感現(xiàn)象是 比比 先亮，先亮，最后達(dá)到同最后達(dá)到同樣亮樣亮。A2A1 L A1R A2 S R1 A2 A1 L A1R A2 S R12 2、右圖中，電阻、右圖中，電阻R R的電阻值和電的電阻值和電感感L L的自感系數(shù)都很大，但的自感系數(shù)都很大，但L L的直的直流電阻值很小，流電阻值很小，

10、A1A1、A2A2是兩個規(guī)是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵S S閉合閉合瞬間，瞬間， 比比 先亮，最先亮，最后后 比比 亮亮 。 A1A23 3、如圖所示的電路中，、如圖所示的電路中，D1D1和和D2D2是兩個相同的小燈泡，是兩個相同的小燈泡，L L是一個是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與值與R R相同。在電鍵接通和斷開相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡時，燈泡D1D1和和D2D2亮暗的順序是亮暗的順序是A. A. 接通時接通時D D1 1先達(dá)最亮，斷開時先達(dá)最亮，斷開時D D1 1后滅后滅B. B. 接通時接通時D D2 2先達(dá)最亮，斷開時先達(dá)最亮

11、，斷開時D D2 2后滅后滅C. C. 接通時接通時D D1 1先達(dá)最亮，斷開時先達(dá)最亮，斷開時D D2 2后滅后滅D. D. 接通時接通時D D2 2先達(dá)最亮，斷開時先達(dá)最亮，斷開時D D1 1后滅后滅D1 D2L RSA4 4、如圖所示，、如圖所示，L L為自感系數(shù)較大的為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會有當(dāng)斷開電鍵的瞬間會有A . A . 燈燈A A立即熄滅立即熄滅 B . B . 燈燈A A慢慢熄滅慢慢熄滅C . C . 燈燈A A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D . D . 燈燈A A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA小小 結(jié)結(jié)1 1、 當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感互感電動勢。電動勢。2、由于導(dǎo)體由于導(dǎo)體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。小小 結(jié)結(jié)3 3、自感現(xiàn)象