4.6.2 互感和自感-自感(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-2）

4.6.2互感和自感-自感 一.自感现象 演示1 在电路中，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电源上，A2与可变电阻R串联后接到电源上。 先闭合开关S，调节变阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。 重新接通电路。注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。 L A1 A2 R S R1 当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。 E 通电自感 为什么灯A立即亮 灯B要过会儿亮呢? , 通电自感 B A S接通 穿过线圈的电流I 增大 穿过线圈的磁通量增大 线圈产生感应电动势 B灯逐渐亮 流过A、B灯的电流随时间怎样变化？ 阻碍电流增大 ？ ？ ？ ？ 分析B灯 IA IB I t A B A B 线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的变化，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，B最终会正常发光。 说明 如图，A1、A2 是规格完全一样的灯泡。线圈 L的阻值为RL，调节变阻器 R，使R=RL。闭合开关 S，观察A1、A2灯泡亮度的变化，请结合教材解释该实验现象。 自感现象 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 如图，A1、A2 是规格完全一样的灯泡。线圈 L的阻值为RL，调节变阻器 R，使R=RL。闭合开关S后，用电流传感器收集通过A1、A2灯泡电流IA1、IA2随时间变化的数据，请定性作出电脑上显示的IA1、IA2时间变化图像？ 自感现象 电流传感器 R1 S A1 A2 R L IA1 IA2 I t IA2 IA1 对比两次图像的不同 流过R的电流 流过L的电流 演示2 连接电路。先闭合开关待灯泡发光。然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。 A L E S 断电自感 为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭. 断电自感 通过线圈的电流I 减小 穿过线圈的磁通量减小 线圈产生感应电动势 灯逐渐熄灭 流减小（补偿） S断开 ？ ？ ？ ？ 1 感应电流方向如何？ 2 原电流方向如何？ O t I 3 通过灯的电流怎样变化？ 阻碍电 （1） 若RL < RA，电路稳定时，IL和IA大小关系？断开S后，观察A灯泡亮度变化，为什么？ （2） 若RL ≥ RA，电路稳定时，IL和IA大小关系？断开S后，观察A灯泡亮度变化，为什么？ 自感现象 A L S （1）当 IL > IA 时，会闪一下，再逐渐熄灭 （2）当 IL ≤ IA 时，逐渐熄灭 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 IA IL 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？ 自感现象 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 L a b 接通瞬间 接通稳定 断 开 通电自感与断电自感比较 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流立刻变大，灯泡变亮，然后逐渐变暗 断电时 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗 ②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡中电流方向均改变 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