2.4自感 课件-2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册

自感 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，这是为什么? 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中会有什么现象？ 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的现象。 一、互感现象 思考: 怎样才能使下图中电流计的指针发生偏转？ 2、 互感电动势 （1）互感现象实质是电磁感应现象。 （2）互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 3、应用 互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。 无线充电 变压器 能量转化 电能 磁场能 电能 内能 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。 4、危害： 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？ 思考探究 二、自感现象 观察思考 1、先闭合开关S，反复调节变阻器R1及R的电阻，使同规模的两个灯泡都正常发光，然后断开开关； 再次闭合开关，重新接通电路，观察两个灯泡亮度的变化。 开关闭合瞬间你看到什么现象？ 闭合开关S瞬间: 灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。 开关断开时 2、把灯泡和带铁芯的线圈并联在直流电路中，接通电路，待灯泡正常发光后，断开电路，观察灯泡亮度的变化。 开关断开瞬间你看到什么现象？ 若电路接通时，灯泡正常发光， 在断开开关时，灯泡缓慢变暗直至熄灭，或闪亮一下再逐渐熄灭。 实验结论： 当导体线圈中电流发生变化时，导体线圈本身也产生感应电动势。 1、自感现象 当一个线圈中的电流变化时，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。 2、 自感电动势 由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 二、自感现象 如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。为什么呢？ 问题研究1：通电自感 B原 B感 线圈中电流方向向左 原电流磁场向左 感应电流磁场向右 感应电流的方向向右 闭合电键时 分析：通过电感线圈 I↑ ⇒Φ↑ ⇒自感电动势，阻碍Φ增加 问题研究2：断电自感 如图所示，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，并思考： （1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？ （2）在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？ 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 开关断开时 B感 B原 (1)缓慢熄灭原因 分析：通过电感线圈 I ↓ ⇒Φ ↓ ⇒自感电动势，阻碍Φ减小 (2)闪亮一下的原因 分析： 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。 断开前 断开后 L L A A 思考与讨论: 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>IA时，会闪一下，再逐渐熄灭; ②当IL<IA或 IL=IA时，不会闪，逐渐熄灭。 (2)原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与灯泡的电阻RA的大小来决定。 ①如果RL≥RA，则IL≤IA； ②如果RL<RA，则IL>IA。 3、自感电动势的方向： （1）导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反； （2）导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同. 增 反 减 同 线圈L电流变化 磁通量变化 自身产生自感电动势 感应电流 自感 现象 阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同” （1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同 G P 线圈 A 线圈B B感 线圈A电流变化 磁通量变化 线圈B产生互感电动势 感应电流 阻碍磁通量变化：“增反减同” （1） Φ原增加，B原与B感方向相反 （2）Φ原减小，B原与B感方向相同 互感 现象 S R1 A1 A2 R L IA1 IA2 B原 B感 I感 B原 三、自感系数 1、实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率 L 为自感系数简称自感或电感 三、自感系数 （2）决定因素 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线