2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：互感應(yīng)

1、第七節(jié)互感應(yīng)I2I1 2-3-7 互感應(yīng) 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。I2I1 2-3-7 互感應(yīng)I8122 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：I2I112 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，I2I112 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212I8211 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周

2、圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：若兩線圈的匝數(shù)分別為NN12，則有：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性

3、物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：若兩線圈的匝數(shù)分別為NNN112=MI212，則有：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：若兩線圈的匝數(shù)分別為NNN112=MI2=1212，則有：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：若兩線圈的匝數(shù)分別為NNN112=MI2=12N221=MI112

4、，則有：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：，實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：若兩線圈的匝數(shù)分別為NNN112=MI2=12N221=MI1=2112，則有：I2I11221 2-3-7 互感應(yīng)N112=MI2N221=MI1=ddt1212互感電動(dòng)勢(shì)：=ddtddtMI12122互感電動(dòng)勢(shì)：=ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感電動(dòng)勢(shì)：=ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感電動(dòng)勢(shì)：討論： 1. 互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，

5、它們的相對(duì)位置，以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。 =ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感電動(dòng)勢(shì)：討論： 1. 互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，它們的相對(duì)位置，以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。 2. 互感系數(shù)的大小反映了兩個(gè)線圈磁場(chǎng)的相互影響程度。 3. M 的存在有利有弊。 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 4. 互感系數(shù)的物理意義：在式=ddtMI1

6、22中 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 4. 互感系數(shù)的物理意義：在式=ddtMI122中，若ddtI2=1， 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 4. 互感系數(shù)的物理意義：在式=ddtMI122中，若ddtI2=1則有：=M12， 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 4. 互感系數(shù)的物理意義： 互感系數(shù)在數(shù)值上等于當(dāng)?shù)诙€(gè)回路電流變化率為每秒一安培時(shí)，在第一個(gè)回路所產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)的大小。在式

7、=ddtMI122中，若ddtI2=1則有：=M12即：，。 3. M 的存在有利有弊。在變壓器中：M 越大，能量損失越小。在電子線路中：M 越大，相互干擾越大。 4. 互感系數(shù)的物理意義： 5、互感M總是為正，為使M為正，根據(jù) M =21 / I1I121B121 5、互感M總是為正，為使M為正，根據(jù) M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋關(guān)系； I121B121 5、互感M總是為正，為使M為正，根據(jù) M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋關(guān)系； 21 =-d21 /dt I121B121 5、互感M總是為正，為使M為正，根據(jù) M =21 / I1要求 I

8、1 和21的正方向成右手螺旋關(guān)系； 21 =-d21 /dt 要求21與21的正方向也成右手螺旋關(guān)系， I121B121 5、互感M總是為正，為使M為正，根據(jù) M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋關(guān)系； 21 =-d21 /dt 要求21與21的正方向也成右手螺旋關(guān)系， 因此21與 I1 的正方向應(yīng)當(dāng)一致，在應(yīng)用互感電功勢(shì)公式21 = - M dI1/dt 時(shí)要注意這一點(diǎn)。I121B121N、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)lN2N1S0、12212B2HlN2N1S0N、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10N

9、S2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2lN2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2lN2I22B02HlN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求

10、：互感系數(shù)、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=lN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BSlN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、2H=n2I2l0N2I22B02H=

11、lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、12N1=122H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、N112=N1=120NI2S2l=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2S12IlN2N1S0212212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：

12、互感系數(shù)、N112=N1=120NI2S2l=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SN112=N1=120NI2S2l=12N10NS2l2lIlN2N1S0212212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2S=12N10NS2l20n1n2VlIlN2N1S0212212B2HN、 例1 有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上10NS2l已知：。求：互感系數(shù)、N112=N1=120NI2S2l=M0n1n2V=M

13、0n1n2V=L0n1V12.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2. 在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱為無(wú)磁漏。K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2. 在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱為無(wú)磁漏。在一般情況下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2.稱K 為耦合系數(shù) 在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱為無(wú)磁漏。在一般情況下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2

14、V22=ML1L2=ML1L2K10.稱K 為耦合系數(shù) 在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱為無(wú)磁漏。在一般情況下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2K10.稱K 為耦合系數(shù) 耦合系數(shù)的大小反映了兩個(gè)回路磁場(chǎng)耦合松緊的程度。由于在一般情況下都有漏磁通，所以耦合系數(shù)小于一。 在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱為無(wú)磁漏。在一般情況下：例2 兩個(gè)共軸圓形線圈相距為 d，半徑分別為R和 r，設(shè)大線圈中有電流時(shí)，在小線圈處的磁場(chǎng)可以看作均勻的，試求：( 1 ) 兩線圈的互感。( 2 ) 當(dāng)大線圈中電流 I = I0 sint時(shí)，小 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。d

15、Rr12I例2 兩個(gè)共軸圓形線圈相距為 d，半徑分別為R和 r，設(shè)大線圈中有電流時(shí)，在小線圈處的磁場(chǎng)可以看作均勻的，試求：( 1 ) 兩線圈的互感。( 2 ) 當(dāng)大線圈中電流 I = I0 sint時(shí)，小 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解：(1)設(shè)大線圈中電流為 I，小線圈所在處 的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2dRr12IB B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)

16、小線圈的磁通量為： 21 = B S2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2兩線圈的互感M為： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2兩線

17、圈的互感M為： M =21 / I B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2兩線圈的互感M為： M =21 / I =0 R2r2 /2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2兩線圈的互感M為： M =21 / I =0 R2r2 /2( R2 + d2 )3/2(2) 小線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小線圈平面，所以通過(guò)小線圈的磁通量為： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2兩線