2.4互感和自感-2021-2022学年高二物理备课优选课件（人教版2019选择性必修第二册）

2.4 互感和自感 把两个没有导线相连的线圈套在一起，线圈A里电流变化时，线圈B中就产生感应电动势,从而使电流表发生偏转。 这种现象叫做互感。互感现象中产生的感应电动势叫做互感电动势。 复习： 让A线圈接手机，B线圈接音箱，当手机放音乐时，通过音箱能听到音乐吗？为什么？ 思考与讨论： 城乡变压器 收音机里的磁性天线 无线充电器 一、互感现象 1.应用： 手机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，遇有锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。 互感现象能发生在两个相互靠的很近的电路之间，有时会影响电路工作，因此也要设法减小电路间互感的影响。 2.危害： 问题：线圈中电流发生变化，是否也会在自己的回路里产生电动势？ 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场激发出本身感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。 思考与讨论： 闭合电键时 二、自感现象 1.通电自感实验电路 2.通电自感实验现象演示 B原 B感 线圈中电流方向向左 原电流磁场向左 感应电流磁场向右 感应电流的方向向右 闭合电键时 3.通电自感实验现象解释 电键断开时 二、自感现象 4.断电自感实验电路 5.断电自感实验现象演示 线圈中电流方向向左 原电流磁场向左 感应电流磁场向左 感应电流的方向向左 电键断开时 B感 B原 6.断电自感实验现象解释 7.自感电动势的方向： （1）导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反； （2）导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同. 增 反 减 同 二、自感现象 自感电动势的大小： L：自感系数－简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 实验表明，线圈越长，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 （2）自感系数的单位：亨利 简称 亨 符号是 H 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH） 1H=103mH=106 μH 三、自感系数 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 四、磁场的能量 1．如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻。下列说法正确的是（ ） A．接通S，灯泡A逐渐变亮 B．接通S，灯泡A立即变亮，然后逐渐熄灭 C．断开S，灯泡A将先闪亮一下，然后逐渐熄灭 D．断开S后的瞬间，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同 C 2．某学生做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（　　） A．闭合开关S，L1灯泡立刻变亮，且亮度不变 B．闭合开关S，L2灯泡逐渐变亮，然后亮度不变 C．电路稳定后断开开关S，L1灯泡先闪亮一下后再熄灭 D．电路稳定后断开开关S，L2灯泡先变亮后再逐渐熄灭 D 3．如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为RL，且RL>RA（RA为灯泡A的电阻），则 （　　） A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光 B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮 C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭 D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭 A 4．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关S，小灯泡发光；再断开S，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（　　） A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大 C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大 A 5．用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究通电自感现象的电路如图甲所示。电阻的阻值是R，多匝线圈L中未插入铁芯，电源电动势为E，L的电阻和电源的内阻均可忽略。闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图像，如图乙中曲线①所示。如果改变某一条件，其他条件不变，重复实验，可以得到图乙中曲线②。改变的条件可能是 （ ） A．线圈L中插入铁芯 B．增大E C．增大R D．减小R A 6．电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象，在如题图所示的实验电路中，电源电动势为E，内阻是r，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关，在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中，可能正确的是（　　） C 7．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且