2.4互感和自感-2021-2022学年高二物理精品课件（2019人教版选择性必修第二册）

第二章 电 磁 感 应 2.4互感和自感 两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机（或MP3等）的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么？ 情景引入 划时代的发现 1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上。 法拉第：历经10年，“痴”心不改 他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录。 一个线圈接电源 G 电源 法拉第用过的线圈 另一个线圈接“电流表” 当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。 温故知新 一、互感现象 在法拉第的实验中，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。 两个不相连的电路， 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。 1、互感 2、互感电动势：互感现象中产生的感应电动势。 一、互感现象 3、互感的应用 变压器 变压器 收音机里的“磁性天线” ◎传递能量 ◎传递信息 一、互感现象 3、互感的应用 无线充电技术原理 电力输入 线圈 电力接收 线圈 输出 感应电流 输入 交流电 手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。 一、互感现象 4、互感的危害与防止 影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。 实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。会影响电路的正常工作。 双线绕法 互感的防止电路板 【例题1】如图甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流 iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是(　 ) A．t1时刻，两环作用力最大 B．t2和t3时刻，两环相互吸引 C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥 D．t3和t4时刻，两环相互吸引 t1时刻A中电流变化率为零，其产生的磁场的磁通量的变化率为零，所以B中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误，t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。 解析： B 典例解析 观察两个灯泡的发光情况 A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。 闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光. 然后断开开关S。 重新闭合S，观察到什么现象？ 演 示 电感 分析：通过电感线圈I↑ ⇒Φ↑ ⇒电动势，阻碍Φ增加 ⇒阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。 B原 B感 E感 观察两个灯泡的发光情况 现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。 演 示 电感 分析：通过电感线圈I↑ ⇒Φ↑ ⇒电动势，阻碍Φ增加 B原 B感 E感 通电自感 现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。 二、自感现象 当一个线圈中的电流变化时， 1、自感 2、自感电动势：自感现象中产生的感应电动势。 它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。 观察开关断开时灯泡的亮度 1.电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？ 分析：通过电感线圈I↓ ⇒Φ↓ ⇒自感电动势，阻碍Φ减少 ⇒阻碍线圈中的电流减少。 B原 B感 E感 2.产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？ 这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。 通过灯泡的感应电流与原来电流方向相反 演 示 4.开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？ 线圈L中的感应电流要从稳定时的值开始逐渐减小，所以线圈的直流电阻要小于灯泡的电阻。 实验验证 观察开关断开时灯泡的亮度 断电自感 演 示 通电自感：A2立刻就正常发光，A1逐渐变亮。 断电自感：A1和A2缓慢熄灭 当IL>IA2则，A2就会闪亮一下再熄灭 当IL≤IA2则，A2就会缓慢的