高二物理選修3-2第四章4.6互感和自感課件

1、復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)當(dāng)當(dāng)A線圈中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)線圈中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),B線圈中感應(yīng)電流方向線圈中感應(yīng)電流方向?感感I感感 “增反減同增反減同”第四章第四章電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)第六節(jié)互感和自感教教 學(xué)學(xué) 目目 標(biāo)標(biāo) （一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能 1知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。 2知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。 3知道自感現(xiàn)象的利與弊及對(duì)它們的利用和防止。 4能夠通過(guò)電磁感應(yīng)部分知識(shí)分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法 1通過(guò)對(duì)兩個(gè)自感實(shí)驗(yàn)的觀察和討論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析推理能力。 2通過(guò)自感現(xiàn)象的利

2、弊學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生客觀全面認(rèn)識(shí)問(wèn)題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例，使學(xué)生初步形成特殊現(xiàn)象中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1自感現(xiàn)象。 2自感系數(shù)。 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 分析自感現(xiàn)象。 教學(xué)方法教學(xué)方法 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn) 教學(xué)用具教學(xué)用具 自感現(xiàn)象示教板，多媒體課件 在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒(méi)有用導(dǎo)線連在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒(méi)有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

3、勢(shì)呢？收音機(jī)的接收信號(hào)：收音機(jī)的接收信號(hào)：一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1 1、 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)，?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為稱為互感電動(dòng)勢(shì)?；ジ须妱?dòng)勢(shì)。2 2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)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。3 3、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間

4、、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間, ,且可發(fā)生于任何兩個(gè)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(gè)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(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感。要設(shè)法減小電路間的互感。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一：2、再調(diào)節(jié)變阻器再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光。個(gè)燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。1、先合上開(kāi)關(guān)先合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器，調(diào)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(gè)燈泡兩個(gè)燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S

5、R1 觀察：重新接通電路時(shí)，觀察：重新接通電路時(shí)， 兩個(gè)燈泡亮度變化情況。兩個(gè)燈泡亮度變化情況。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：重新接通電路重新接通電路 時(shí)，時(shí)，燈泡燈泡A A2 2立刻正常發(fā)立刻正常發(fā) 光光，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(lái)漸亮起來(lái)。 為什么燈為什么燈 立即亮立即亮 燈燈 要要過(guò)會(huì)兒亮呢過(guò)會(huì)兒亮呢 A AB B, ,? ?通電自感通電自感再看一遍再看一遍現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析解釋：在接通電路的瞬間，電路中的解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過(guò)線圈電流增大，穿過(guò)線圈L的磁通量也隨的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)著增大，因而線圈中必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，

6、這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大，所以通過(guò)電流的增大，所以通過(guò)A1的電流只能的電流只能逐漸增大，燈泡逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來(lái)。只能逐漸亮起來(lái)。問(wèn)題：與線圈串聯(lián)的燈泡為什么要過(guò)一會(huì)才亮？問(wèn)題：與線圈串聯(lián)的燈泡為什么要過(guò)一會(huì)才亮？反饋訓(xùn)練1、實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的電流隨時(shí)間變化的圖像為的圖像為 圖；通過(guò)燈泡圖；通過(guò)燈泡A2的的電流隨時(shí)間變化的圖像為電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖。圖。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：1、把燈泡、把燈泡A和線圈和線圈L并

7、聯(lián)并聯(lián)在直流電路中。在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開(kāi)電路。發(fā)光，斷開(kāi)電路。ALS 觀察：當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，燈觀察：當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，燈 泡泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況。現(xiàn)象：現(xiàn)象：S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，跟線圈跟線圈L并聯(lián)的并聯(lián)的A 燈慢慢熄滅。燈慢慢熄滅。解釋：在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈的電解釋：在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈的電流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖減少，因而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線圈然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線圈L和燈泡和燈泡A組組成了閉合電路，在這個(gè)電路

8、中有感應(yīng)電流成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。問(wèn)題：與線圈并聯(lián)的燈泡為什么問(wèn)題：與線圈并聯(lián)的燈泡為什么不會(huì)立即熄滅？不會(huì)立即熄滅？ALS實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：1、把燈泡、把燈泡A和和帶帶鐵芯鐵芯 的線的線圈圈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、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開(kāi)電路。發(fā)光，斷開(kāi)電路。ALS 觀察：當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，燈觀察：當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，燈 泡泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況。現(xiàn)象：現(xiàn)象：S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，跟線圈跟線圈L并聯(lián)的并聯(lián)的A 燈燈突然閃亮一下才熄滅。突然閃亮一下才熄滅。 為什么燈不是立即熄滅，而為

9、什么燈不是立即熄滅，而要閃亮一下才熄滅要閃亮一下才熄滅. .斷電自感斷電自感再看一遍再看一遍現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析現(xiàn)象現(xiàn)象:S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，A 燈突然燈突然閃亮閃亮一下一下才熄滅。才熄滅。現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析: :解釋：在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈的電解釋：在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈的電流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快減少，因而在減少，因而在帶帶鐵芯鐵芯的的線圈中產(chǎn)生線圈中產(chǎn)生較大較大感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線圈圈L和燈泡和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即

10、熄中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。滅。問(wèn)題：與線圈并聯(lián)的燈泡為什么問(wèn)題：與線圈并聯(lián)的燈泡為什么突然閃亮一下才突然閃亮一下才熄滅？熄滅？二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象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)生的電磁發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。2 2、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)。 自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。變化。 注意：注意： “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來(lái)怎，電流原來(lái)怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)電么變化還是怎么變，只是變化

11、變慢了，即對(duì)電流的變化起延遲作用。流的變化起延遲作用。三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1 1、自感電動(dòng)勢(shì)的大小：與電流的變化率成正比、自感電動(dòng)勢(shì)的大小：與電流的變化率成正比2 2、自感系數(shù)、自感系數(shù) L L簡(jiǎn)稱自感或電感簡(jiǎn)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(jiǎn)稱亨，符號(hào)是，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)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(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感實(shí)驗(yàn)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

12、，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。3 3、自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力、自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅？什么情況下燈泡會(huì)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(huì)會(huì)閃亮在自感系數(shù)很大的情況下，燈泡會(huì)會(huì)閃亮一下，然后熄滅。一下，然后熄滅。當(dāng)當(dāng)自感系數(shù)很大自感系數(shù)很大時(shí)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，自時(shí)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，自感線圈會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的感線圈會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的很高的自感電動(dòng)勢(shì)很高的自感電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)補(bǔ)充會(huì)補(bǔ)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，

13、所以要閃亮一下。電流突然變大，所以要閃亮一下。自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：四、磁場(chǎng)的能量四、磁場(chǎng)的能量 問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)_(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。比原來(lái)更亮？試從能量的角度加以討論。 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能。成電能。五、自感現(xiàn)象應(yīng)用五、自感現(xiàn)象應(yīng)用 日光燈原

14、理日光燈原理日光燈結(jié)構(gòu)：日光燈結(jié)構(gòu)：1、日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需、日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需要一個(gè)低于要一個(gè)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(kāi)時(shí)能產(chǎn)生瞬、自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開(kāi)時(shí)能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，可誰(shuí)來(lái)充當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)？時(shí)高壓，可誰(shuí)來(lái)充當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)？啟動(dòng)器啟動(dòng)器 E自自 EE自自+EL A鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用1、點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓2、工作時(shí)降壓限流、工作時(shí)降壓限流 閱讀教材最后一段閱讀教材最后一段P P2424，回答問(wèn)題：，回答問(wèn)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(yīng)

15、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(dòng)勢(shì)都當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)都要阻礙線圈中電流的變化，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) 小結(jié)小結(jié)1 1、 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

16、，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。互感電動(dòng)勢(shì)。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)生的電磁感應(yīng)發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。3 3、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)。（1 1）自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變）自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化?；?。（2 2）自感電動(dòng)勢(shì)大?。海┳愿须妱?dòng)勢(shì)大?。? 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(wú)：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無(wú)鐵心有關(guān)鐵心有關(guān)5 5、磁場(chǎng)具有能量、磁場(chǎng)具有能量IELt 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1、如圖所示，、如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線為自

17、感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開(kāi)電鍵的瞬間會(huì)有斷開(kāi)電鍵的瞬間會(huì)有A . 燈燈A立即熄滅立即熄滅 B . 燈燈A慢慢熄滅慢慢熄滅C . 燈燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D . 燈燈A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA3、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(gè)規(guī)格相同是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵的燈泡。則當(dāng)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 。 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，L是電感線圈，是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，是規(guī)格相同的燈泡，R的阻值與的阻值與L的直流電阻值相同。當(dāng)開(kāi)關(guān)的直流電阻值相同。當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是由斷開(kāi)到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達(dá)到同樣亮。先亮，最后達(dá)到同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R1A1A2A2A1 課堂訓(xùn)練課