第六節(jié)：互感和自感

1、ks5u精品課件第六節(jié)：互感和自感第六節(jié)：互感和自感天津市武清區(qū)梅廠中學物理組：謝自成ks5u精品課件ks5u精品課件 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？中為什么會產生感應電動勢呢？ks5u精品課件收音機的接收信號：收音機的接收信號：ks5u精品課件一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產生的感應電動勢，

2、?；ジ鞋F(xiàn)象中產生的感應電動勢，稱為稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。2 2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線、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，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。就是利用互感現(xiàn)象制成的。ks5u精品課件3 3、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、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, ,且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時電子電路中，互感現(xiàn)

3、象有時會影響電路的正常工作，這時要設法減小電路間的互感。要設法減小電路間的互感。實驗一實驗一：2、再調節(jié)變阻器再調節(jié)變阻器R1使兩個燈泡都正常發(fā)光。使兩個燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關然后斷開開關S。1、先合上開關先合上開關S，調節(jié)變阻器，調節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的的電阻，使同樣規(guī)格的兩個燈泡兩個燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1ks5u精品課件觀察：重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況。觀察：重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況。燈泡燈泡A A2 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逐逐漸亮起來漸亮

4、起來?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：ks5u精品課件解釋：在接通電路的瞬間，電路中解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈的電流增大，穿過線圈L的磁通量也的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會產生隨著增大，因而線圈中必然會產生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙感應電動勢，這個感應電動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過線圈中電流的增大，所以通過A1的的電流只能逐漸增大，燈泡電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐只能逐漸亮起來。漸亮起來。問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？ks5u精品課件反饋訓練1、實驗一中，當電鍵閉合后，實驗一中，當電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A1的電

5、流隨時間變化的電流隨時間變化的圖像為的圖像為 圖；通過燈泡圖；通過燈泡A2的的電流隨時間變化的圖像為電流隨時間變化的圖像為 圖。圖。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1ks5u精品課件實驗實驗二：二：1、把燈泡、把燈泡A和帶和帶鐵芯鐵芯 的線圈的線圈L并聯(lián)在直流電路中。并聯(lián)在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。ALSks5u精品課件觀察：當電路斷開時，燈泡觀察：當電路斷開時，燈泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況。現(xiàn)象：現(xiàn)象：S斷開時，斷開時，A 燈突然閃亮一下才熄滅。燈突然閃亮一下才熄滅。ks5u精品課件解釋：解

6、釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產生感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線中產生感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈圈L和燈泡和燈泡A組成了閉合電路，在這個電路中有感應組成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。ks5u精品課件反饋訓練2、在實驗二中，若線圈在實驗二中，若線圈L的電阻的電阻RL與燈泡與燈泡A的電阻的電阻RA相等，則電鍵相等，則電鍵 斷開前后通過線斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為

7、圈的電流隨時間的變化圖像為 圖，通圖，通過燈泡的電流隨時間的變化圖像為過燈泡的電流隨時間的變化圖像為 圖；圖；若若RL遠小于遠小于RA，則電鍵，則電鍵 斷開前后通過線圈的電流隨時斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為 圖。圖。It A B C DItItItACBDALSks5u精品課件二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象1、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫磁感應現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。2 2、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。 自感電動勢的作用：

8、阻礙導體中原來的電自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。流變化。 注意：注意： “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。對電流的變化起延遲作用。ks5u精品課件ks5u精品課件三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1 1、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比2 2、自感系數(shù)、自感系數(shù) L L簡稱自感或電感簡稱自感或電感（1 1）決定線圈自感系數(shù)的因素：）決定線圈自感系數(shù)的因素： （2 2）自感系數(shù)的單位：）自感系數(shù)的單位：亨利亨利，簡稱亨，符號是

9、，簡稱亨，符號是 H H。 常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） IELt 實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。沒有鐵芯時大得多。3 3、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力ks5u精品課件ks5u精品課件什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？原因：原因：在自感系數(shù)很大的情況下，燈泡會會閃亮在自感系數(shù)很大的情況下，燈泡會會閃亮一下，然后熄滅或正

10、常發(fā)光。一下，然后熄滅或正常發(fā)光。當自感系數(shù)很大時，在開關斷開和閉合的瞬間，自當自感系數(shù)很大時，在開關斷開和閉合的瞬間，自感線圈會產生瞬時的很高的自感電動勢，該電動勢感線圈會產生瞬時的很高的自感電動勢，該電動勢會補充會補充A燈或燈或A2燈中的電流，從而使燈中的電流，從而使A燈或燈或A2燈中燈中電流突然變大，所以要閃亮一下。電流突然變大，所以要閃亮一下。ks5u精品課件自感系數(shù)很大有時會產生危害：ks5u精品課件四、磁場的能量四、磁場的能量 問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至會比原來更

11、亮？試從能量的角度加以討至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。論。 開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。成電能。ks5u精品課件五、自感現(xiàn)象應用五、自感現(xiàn)象應用 日光燈原理日光燈原理日光燈結構：日光燈結構：ks5u精品課件1、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需要一個低于要一個低于220V的工作電壓。的工作電壓。2、自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時能產生

12、瞬、自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時能產生瞬時高壓，可誰來充當自動開關？時高壓，可誰來充當自動開關？啟動器啟動器 E自自 EE自自+EL Aks5u精品課件ks5u精品課件鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用1、點燃時產生瞬時高壓點燃時產生瞬時高壓2、工作時降壓限流、工作時降壓限流ks5u精品課件 閱讀教材最后一段閱讀教材最后一段P P2424，回答問題：，回答問題：1 1、線圈能夠體現(xiàn)電的、線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性慣性”，應該怎樣理解？，應該怎樣理解？2 2、電的、電的“慣性慣性”大小與什么有關？大小與什么有關？ 當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中

13、電流的變化，使線圈中的電流不能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或不能立即減小為零立即增大到最大值或不能立即減小為零 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) ks5u精品課件小結小結1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為感應電動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象產生的?；ジ鞋F(xiàn)象產生的感應電動勢，稱為感應電動勢，稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。2、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。3 3、自感

14、現(xiàn)象中產生的電動勢叫、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。（1 1）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化?；?。（2 2）自感電動勢大?。海┳愿须妱觿荽笮。? 4、自感系數(shù)、自感系數(shù)L L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無鐵心有關鐵心有關5 5、磁場具有能量、磁場具有能量IELtks5u精品課件 課堂訓練課堂訓練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，L是電感線圈，是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的是規(guī)格相同的燈泡，燈泡，R的阻值與的阻值與L的直流電阻值相同。的直流電阻值相同。當

15、開關由斷開到合上時，觀察到的自當開關由斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達到先亮，最后達到同樣亮。同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上圖中，電阻、上圖中，電阻R的電阻值和電感的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很的自感系數(shù)都很大，但大，但L的直流電阻值很小，的直流電阻值很小，A1、A2是兩個規(guī)格相同是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當電鍵的燈泡。則當電鍵S閉合瞬間，閉合瞬間， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2A2A1ks5u精品課件 課堂訓練課堂訓練3、如圖所示的電路中，、如圖所示的電路中，D1和和D2是是兩個相同的小燈泡，兩個相同的小燈泡，L是一個自感是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其阻值與系數(shù)相當大的線圈，其阻值與R相相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡同。在電鍵接通和斷開時，燈泡D1和和D2亮暗的順序是亮暗的順序是A. 接通時接通時D1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D1后滅后滅B. 接通時接通時D2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D2后滅后滅C. 接通時接通時D1先達最亮，斷開時先達最亮，