内容正文:
第二章 电磁感应
第四节 互感和自感
粤教版 选择性必修第二册
穿过回路的磁通量发生变化时,将在回路中产生感应电动势;那么,当导体或线圈本身的电流变化从而磁通量变化时会产生什么现象呢?
情境1:如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一。
一、互感现象
对称性思想
互感:线圈A中电流发生变化,它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势,线圈B中感应电流的变化,同时也会在线圈A中产生相应的感应电动势。
情境2:如图所示的无线通信演示实验中,打开收音机开关时,线圈和线圈之间有一定的距离,喇叭却能发生音乐声响。关闭收音机,喇叭则不发生。
一、互感现象
【思考问题】
(1)在没有电源的电路中为何会有电流产生?
(2)与法拉第发现电磁感应现象的实验原理图比较,两个电路之间有何相似之处?有何区别?
二、自感现象
1、概念:由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。
【观察与思考】
实验1:探究通电时的自感现象。解释现象产生的原因。
现象:开关S闭合,灯泡L2立刻正常发光,L1逐渐发光。
原因:线圈发生电磁感应现象,产生感应电动势,阻碍L1发光。
实验2:探究断电时的自感现象。
【思考问题】(1)如图(a),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?
(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?
(3)开关断开后,通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致?
更慢些
线圈与灯泡组成新的回路,电流沿逆时针方向
相反
实验2:探究断电时的自感现象。
(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?
(5)断开开关时,电路中的能量转化情况是怎样的?
线圈的直流电阻比灯泡小
线圈储存的磁场能转化为电能
实验2:探究断电时的自感现象。
(6)从理论上分析,实验电路(a)和实验电路(b)中的开关断开时,各会发生什么现象?
(7)根据理论分析的结果,哪个实验方案相对更好?
图(a):灯泡L2闪亮一下,然后逐渐熄灭
图(b):灯泡L1闪亮一下,然后逐渐熄灭,灯泡L2马上熄灭
二、自感现象
1、概念:由于线圈本身的电流