2.4 互感和自感 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2.4互感和自感 - G P 线圈L1 线圈L2 滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？ 导学探究 导学探究 2 一、互感现象 1.定义：两个相互靠近的线圈，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，这种现象叫互感. 一、互感现象 2.原因：当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大 2.作用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器 3.危害与防止：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作. G P 线圈L1 线圈L2 滑动变阻器P滑动时：线圈2中产生感应电动势 线圈1中是否也会发生电磁感应现象？ 情景衔接 7 线圈中电流变大，感应电动势对电流有什么影响？ 线圈中电流变小，感应电动势对电流有什么影响？ 思考 楞次定律 阻碍磁通量变化即阻碍电流变化 8 1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象(“自我感应”) 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势 二、自感现象 S L “感觉美滋滋” 课堂小实验 10 两小灯泡完全相同 操作1：闭合开关S，调节R使两小灯泡亮度相同 操作2：重新闭合开关S 猜想：两灯泡亮度如何变化？ 通电自感 A1瞬间变亮A2逐渐变亮 11 S闭合 IL、φL增大 IL渐增 自感电动势 IL稳定 自感电动势的作用—— “ 阻碍”原电流的增加，延长电流变化所需时间，不改变电流变化结果 通电自感 解释成因？ 分析通电自感时需要明白的三点： (1)通电瞬间自感线圈处相当于什么？ (2)电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值（阻碍而不是阻止） (3)电流稳定时自感线圈相当于什么？ 总结提升 总结提升 断路 小电阻导线 断电自感 观察实验现象，分析： （1）灯泡A与线圈L中的电流如何变化，解释实验现象产生的原因 线圈电阻RL远小于小灯泡电阻RA。开关S闭合，待电路稳定后，断开开关，猜想小灯泡亮度如何变化 灯泡闪亮一下再熄灭 （2）开关断开前后，通过小灯泡的电流流向是否改变？ （3）如果RL≥RA，小灯泡还会闪亮一下吗？ 14 (1)断电时，自感线圈处相当于什么？ (2)流经自感线圈的电流逐渐减小方向与原电流方向什么关系？ 总结提升 总结提升 短暂电源 相同 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？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，所以说磁场具有能量。 从能量角度理解自感现象 通电自感：如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小) A.A比B先亮，然后A灭 B.B比A先亮，然后B会变暗 C.A、B一起亮，然后A灭 D.A、B一起亮，然后B灭 √ L的电流逐渐变大，路端电压会减小 断电自感：如图所示，开关S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A的电阻大于线圈L的电阻，现断开开关S，以下说法正确的是 A.小灯泡A越来越暗，直到熄灭 B.小灯泡B越来越暗，直到熄灭 C.线圈L中的电流会立即消失 D.线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右 √ 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、自感系数 L－简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： （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） 线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多 3、物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 三、自感系数 E＝L $