内容正文:
第4节 互感和自感
第二章
人教版(2019)选择性必修二
CONTENTS
目录
互感现象
01
自感现象
02
用电流传感器显示自感对电流的影响
03
磁场的能量
04
如图两个线圈A、B之间并没有导线相连,线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接,线圈B与扩音器的输入端连接.把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音,这是什么现象,原理是什么?
A中变化电流(音频信号) →变化磁场 →B的磁通量变化 →B中产生感应电流 →感应电流让扩音器发出音乐,这就是互感现象。
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1.内容:把两个没有导线相连的线圈套在一起,当一个线圈中电流变化时,另一个线圈中就产生感应电动势,这种现象叫做互感,产生的感应电动势叫做互感电动势。
一、互感现象
2.应用:传递能量和传递信息
自制简易手机无线充电器给手机充电
收音机里的磁性天线
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3.危害:
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。
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【课堂练习1】(多选)目前无线电力传输已经比较成熟,如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示。利用这一原理,可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是( )
A.若A线圈中有电流,B线圈中就会产生感应电动势
B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势
C.A中电流越大,B中感应电动势越大
D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大
答案:BD
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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?
二、自感现象
I
I
根据楞次定律,当电流从无到有或从有到无,或者电路中电流发生变化时,自感线圈就会产生阻碍这种变化的感应电流,从而延缓结果的发生。
自感线圈
符号
如何设计实验来探究一下自感现象的原理呢?
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实验探究:自感现象
探究一:自感现象-通电自感
一、实验目的:在有自感线圈电路中,观察两个灯泡通电下的发光情况
二、实验器材:自感线圈、电源、开关、导线、小灯泡、电阻箱等
三、实验步骤及原理图:
A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
闭合电键S,调节变阻器 R 和 R1 ,使A1、A2亮度相同且正常发光。
然后断开开关S。
重新闭合S,观察到什么现象?
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四、实验过程(视频演示):
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五、实验现象
在闭合开关S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。
六、实验现象分析
B原
B感
E感
接通电源,通过电感线圈电流增加,线圈中磁通量增加,线圈发生自感现象,产生感应电动势,阻碍原磁通量增加,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。
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七、实验结论
在有自感线圈电路中,接通电源,两个灯泡所在电路会出现通电自感现象。
探究二:自感现象-断电自感
一、实验目的:在有自感线圈电路中,观察开关断开时灯泡的亮度
二、实验器材:自感线圈、电源、开关、导线、小灯泡等
按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。
三、实验步骤及原理图:
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四、实验过程(视频演示):
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五、实验现象
1.缓慢熄灭原因
电路稳定时小灯泡正常发光,开关断开后,小灯泡先闪亮一下再缓慢熄灭
六、实验现象分析
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
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2.闪亮一下的原因
断开前
断开后
L
L
A
A
断电前根据电路中并联规律,若线圈L的电阻小于灯泡的电阻,则有IL>IA,断电后,线圈L由于自感作用,将阻碍自身电流的减小,结果线圈中的电流IL反向流过灯泡,然后逐渐减弱,所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。
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问题:断电时,与线圈并联的灯泡一定会闪亮一下后在慢慢熄灭吗?
(1)不能认为任何断电现象灯都会闪一下
①当IL