2.4互感和自感（备课堂课件）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（新教材人教版选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 人教物理选择性必修2 第四节 互感和自感 【学习目标】： 1、知道互感和自感现象及其产生原因 2、了解自感系数的意义和决定因素，知道磁场具有能量 3、会解释通电和断电自感两类物理现象，认识自感电动势对电路中电流的影响，并能对含线圈的电路进行分析，经历科学思维过程，培养科学探究能力。 【重点】：通电自感和断电自感 【难点】：含线圈的电路分析 2、楞次定律的内容是什么？ 1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？ 磁通量的变化 感应电流的磁场 总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量的变化 伴随着能量的转化 “阻碍”的方式是“增反减同” 复习回顾： 在“探究感应电流的产生条件”的实验中，改变通过小线圈A的电流大小，我们会发现大线圈B就能产生感应电流。对这个现象我们如何解释？ 【问题1】： 小线圈的电流变化 小线圈中电流激发的磁场变化 穿过大线圈的磁通量发生变化 闭合回路产生感应电流。 一、互感现象 在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。 这种现象叫作互感( mutual induction)，这种感应电动势作互感电动势 互感现象实验 互感的应用 无线充电 变压器 能量转化 电能 磁场能 电能 内能 互感的防止 互感的防止电路板 线圈的双线绕法 二、自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场 在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感(self- induction)，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势 分析灯泡A1缓慢亮起的原因 线圈L中产生感应电动势阻碍电流的增大 分析灯泡A缓慢熄灭的原因 线圈L中产生感应电动势阻碍电流的减小 例题 如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从______端到______端。（填a端或b端） a b 现象：A1灯泡 A2灯泡 立即亮起来 逐渐变亮，最终一样亮 R1 S A1 A2 R L B原 IA1 IA2 B感 I感 线圈L电流变化 磁通量变化 自身产生自感电动势 感应电流 自感 现象 阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同” （1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同 通电自感的进一步实验和解释 如图用电流传感器收集开关断开前后通过灯泡A、线圈L的电流IA、IL随时间变化的数据： （1）若 RL=RA相等，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？ （2）若 RL 远小于RA ，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？ 电流传感器 A L S IA IL RL=RA IA IL I t RL 远小于RA IA IL I t 断电自感的进一步实验和解释 线圈L电流变化 磁通量变化 自身产生自感电动势 感应电流 自感 现象 阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同” （1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同 G P 线圈 A 线圈B B感 线圈A电流变化 磁通量变化 线圈B产生互感电动势 感应电流 阻碍磁通量变化：“增反减同” （1） Φ原增加，B原与B感方向相反 （2）Φ原减小，B原与B感方向相同 互感 现象 S R1 A1 A2 R L IA1 IA2 B原 B感 I感 B原 三、自感系数 实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说， 磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比 于电流的变化率 L 自感系数简称自感或电感 单位：亨利 H L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关 约瑟夫·亨利 Henry Joseph 1797-1878 美国著名物理学家 1867年起，任美国科学院第一任院长 1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁； 18