2.4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

第四节 互感和自感 第二章 电磁感应 1 学习目标 1 新课讲解 3 新课导入 2 经典例题 4 课堂练习 5 本课小结 6 目录 2 学习目标 1.知道互感现象和自感现象的定义 2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素 3.知道自感现象的利弊及其利用和防止理解 4.能够通过电磁感应的相关知识分析通、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题 3 新课导入 为什么扩音器能播放手机输出的声音？ 思考 线圈A与手机的音频输出端连接 线圈B与扩音器的输入端连接 4 新课导入 思考 当线圈靠近电磁炉时：手机为什么能够充电？ 和无线充电之间有联系吗？试着思考一下 5 划时代的发现 A 1831年，法拉第把两个线圈绕在同一个铁环上 左侧线圈接电源及开关 右侧线圈接电流表 当开关闭合和断开的瞬间，右侧线圈连接的电流表的指针发生了偏转 小结：当一个线圈中的电流发生变化时，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。 6 将线圈A和B分别绕在圆形磁铁的两侧，两线圈无接触，小磁针置于线圈B的闭合回路附近，在线圈A外接电源断开和连接的瞬间，观察小磁针的变化。 实验探究：互感 实验装置：一个电源、线圈A和B、小磁针、圆形磁铁及若干导线。 如图所示 7 发现：线圈A通电和断电的瞬间，小磁针发生了偏转。 实验探究：互感 互感：互不相连并相互靠近的两个线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这一现象叫作互感 线圈A 变化的磁场 线圈B中产生感应电动势 通电或断电 8 互感的应用 应用 无线充电 收音机里的磁性天线 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，亦可以把信息从一个线圈传递到另一个线圈 变压器 9 互感的危害与防止 应用 影响因素：匝数、有无铁芯、形状、大小、相对位置等 实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间，影响电路的正常工作 手机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接收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，遇到锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。 通过双线绕法减少互感带来的影响 10 新课导入 思考 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？ 11 按上图连接电路； ①闭合开关，观察到什么现象？ ②断开开关，观察到什么现象？ 实验探究：自感 实验装置：电源、自感线圈、电阻（变阻器）、开关、灯泡A和B 及若干线圈。 如图所示 12 发现：①在开关闭合瞬间，灯B立刻正常发光，灯A缓慢发光且在一段时间后正常发光。 ②在开关断开瞬间，灯B立刻熄灭，灯A缓慢熄灭。 实验探究：自感 思考 为什么灯泡A较慢地亮起来？ 又较慢地熄灭？ 13 B↑ B↓ 分析 ↑ 楞次定律 穿过线圈的磁通量 开关闭合，电源提供电动势，回路中出现电流 线圈中产生感应电动势 感应电动势与电流方向相反阻碍灯A中电流的增加 14 当线圈中的电流变化时，它所发生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感。 由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 试着思考一下开关断开的瞬间， 是否也会发生自感现象呢？ 思考 B↑ B↓ 15 探究：自感电动势的大小与哪些因素有关？ 回忆 法拉第电磁感应定律 自感电动势的大小为 决定线圈自感系数大小的因素有线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等。 由法拉第电磁感应定律可知， ∵，， ∴， ∴，即自感电动势正比于电流的变化率。 写成等式为，其中即为自感系数，单位为亨利（H）。 16 电感和电阻对电流的阻碍作用的区别是什么？ 物理量 比较内容 阻碍电流的变化 阻碍电流 产生自感现象 导体发热 电感越大，电流变化越快，对电流变化的阻碍作用越大，产生自感电动势越大 电阻越大，对电流的阻碍作用越大 线圈的大小、形状、匝数，有无铁芯 导体长度、横截面积、电阻率 电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量 17 小结 自感现象的四大特点 ①自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化； ②通过线圈的电流不能发生突变，只能缓慢变化； ③电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体； ④线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。 电路变化瞬间，自感线圈保持原有的电流方向 表征线圈产生自感电动势本领的大小 18 自感的应用 应用 镇流器 扼流圈 自感式开关 19 按上图连接电路，闭合开关，等灯泡的亮度稳定后，断开开关，观察到什么现象？ 实验探究：磁场的能量 实验装置：电源、自感线圈、开关、灯泡及若干线圈。 如图所示 20 发现：灯泡缓慢