2.4.2互感和自感 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

电感 分析：通过电感线圈I ↑ ⇒Φ↑ ⇒感应电动势，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：在开关Ｓ闭合瞬间，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。 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。 电感 B原 B感 E感 通电自感 现象：在开关Ｓ闭合瞬间，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. 概念： 2. 自感电动势：自感现象中产生的感应电动势 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 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电流方向相反。 观察开关断开时灯泡的亮度 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？ B原 B感 3. 开关断开瞬间，通过灯泡的感应电流可能比原来的电流更大吗？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？ 若线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，断开开关时，线圈L中的感应电流从稳定时的值开始逐渐减小，灯会闪亮下再渐灭。 实验验证 断电自感 观察开关断开时灯泡的亮度 通电自感： 通电自感： A1逐渐变亮； A2立刻就正常发光。 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就会缓慢的熄灭 断电前与线圈串联的灯泡，则I感与I原同向 A灯立刻正常发光，随后缓慢变暗，甚至熄灭。 断电自感：A灯缓慢熄灭 当IL>IA则，灯泡就会闪亮一下再熄灭 当IL≤IA则，灯泡就会缓慢的熄灭 断电前与线圈并联的灯泡，则I感与I原反向 增反减同 线圈的作用： 通电瞬间线圈相当一个大电阻； 断电瞬间线圈相当一个电源； 电路稳定时线圈相当一根导线或一个定值电阻。 【例题2】在图示实验中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为____图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为___图； 若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为____图，通过灯泡的电流图像为___图。 A C B D A B C D I t IA I t IA I t IA -IA I t IA -IA A L S 解析： 【例题3】L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。 (1)当开关S闭合瞬间，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？ (2)当开关S断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？ 1、当开关闭合时，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻很小，B灯被线圈短路，由亮变暗直到不亮；A灯由亮变为更亮。 2、当开关断开时，A灯没有了电压立即熄灭；线圈中电流减少时，线圈产生自感电动势，相当于电源，B灯闪亮一下，再缓慢熄灭。 3. 自感的应用与防止 镇流器——产生高压 ①应用 震荡电流——发射电波 大型电动机 大型变压器 ③防止 油浸开关 双线绕法 ②危害：电弧火花—烧蚀开关 三 、自感系数 自感电动势的大小： 自感系数的大小由线圈本身特点（大小、形状、圈数、是否有铁芯等因素）决定。 自感系数L：来描述电感线圈对其中电流的阻碍作用 单位：亨利（H） L越大，E越大，对电流阻碍越大 L为自感系数 L A E S L A1 A2 R S R1 通电自感 ：电能中的一部分储存在电感线圈中 断电自感 ：电感线圈中储存的能量被释放出来 磁场的能量：储存在磁场中的能量 与线圈中自感系数和电流有关 断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，能量是从哪里来的？ 四、磁场的能量 电能→磁场能 磁场能→电能 1、（多选）在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是零．在接通开关S时，则(　 　) A．在电路甲中，A将渐渐变亮 B．在电路甲中，A将先变亮，后渐渐变暗 C．在电路乙中，A将渐渐变亮 D．在电路乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭 AD 若突然断开开关呢？ 课堂练习 2、如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L的电阻不计，