第四节 互感和自感（教学课件）物理粤教版选择性必修第二册

2.4 互感和自感 知识点一　互感现象 当线圈A中电流发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了感应电动势。根据对称性思想，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。这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为互感电动势。互感现象也可以发生在两个互相靠近的电路之间。 知识点二　自感现象 1．自感现象：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身产生的感应电动势，阻碍原来电流变化的现象。 2．通电自感和断电自感 项目 电路 现象 自感电动势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡A1较慢地亮起来 阻碍电流的增加 断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗 阻碍电流的减小 3．自感电动势 在自感现象中产生的感应电动势。 知识点三　自感系数 1．定义：描述通电线圈自身特性的物理量，又称自感或电感。 2．物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。 3．大小的决定因素：与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关。 4．单位：国际单位是亨利，简称亨，符号是H，常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)，1 H＝103 mH＝106 μH。 知识点四　生活、生产中的自感现象 1．自感现象广泛地存在于生活、生产之中。人们常常利用自感现象，比如通过断电自感来产生高压，日光灯、汽车发动机点火器、煤气灶电子点火器等都利用了这一原理。 2．自感现象也会产生危害，生产中的大型电动机一般都有自感系数很大的线圈。当电路中开关断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关的闸刀和固定夹片之间的空气电离而变成导体，形成电弧。这不仅会烧坏开关，甚至还会危害到操作人员的安全，因此，切断这种电路时必须采用特制的安全开关。 课堂练习 １、在如图所示的电路中，Ｌ是自感系数足 够大的线圈，它的电阻可忽略不计，Ｌ１和Ｌ２ 是两个完全相同的小灯泡． （１）当闭合开关Ｓ时，Ｌ１和Ｌ２ 两个灯泡的亮度将如何变化？ （２）当断开开关Ｓ时，Ｌ１ 和Ｌ２ 两个灯泡的亮度又将如何变化？ ２． 某同学设计了如图所示的实验电路来测定自感系数很大的线圈Ｌ的电阻． （１）请根据实验电路，说明该实验测定线圈Ｌ电阻的原理． （２）测量完毕后，该同学想先断开开关Ｓ２ ，此时，他的同学赶紧制止，并告诉他，若其断开开关Ｓ２ 将会烧坏电压表． 这种说法正确吗？如何正确拆解这个电路？ ３． 在实际生产中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈． 当电路中的开关Ｓ由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关Ｓ处产生电弧，危及操作人员的人身安全． 为了避免电弧的产生，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所示． 哪种（些）方案可行？还有其他设计方案吗？ 1、如图为研究自感现象的实验电路图，其中自感线圈直流电阻很小可忽略不计。下列可能出现的实验现象是（　　） A．闭合开关，灯泡缓缓亮起来 B．闭合开关，灯泡立即亮起来，且亮度一直保持不变 C．断开开关，灯泡立即熄灭 D．断开开关，灯泡闪亮一下，然后熄灭 2、某同学为了验证自感现象，自己找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略）、两个相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。他可能观察到的现象是（　　） A．闭合S瞬间，B比A先亮 B．闭合S瞬间，A、B一起亮 C．断开S瞬间，A、B逐渐熄灭 D．断开S瞬间，A比B先熄灭 3、如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变 B．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，最后亮度相同 C．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A逐渐变暗，直到不亮 D．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭 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 课后练习 1．关于自感现象，下列说法正确的是(　　) A．感应电流一定和原来的电流方向相反 B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大 2．在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是(　　) A．当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消 B．当电路中电流变