2.4互感和自感（课件）-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第二册）

4. 互感和自感 第二单元 电磁感应 更多模板请关注：https://haosc.tukuppt.com 1 1物理观念： 了解互感现象及互感现象的应用。 2科学思维： 通过理论探究什么情况下断电自感出现灯泡“闪亮”的现象，了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。。 3科学探究： 通过实验探究了解自感系数的意义和决定因素。知道磁场具有能量。通过实验探究断电自感出现灯泡“闪亮”的现象的原因。 4科学态度与责任： 具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 核 心 素 养 你能否设计一个电路，切断电源后使小灯泡缓慢熄灭？ 一、问题引入 普通照明电路，白炽灯泡切断电源后，立即熄灭。 1.在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但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。这种现象叫作互感，这种感应电动势作互感电动势。 知识点一、互感现象 知识点一、互感现象 小实验：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? 知识点一、互感现象 音频信号：频率变化的电流信号 原理： A线圈中变化的电流 变化的磁场 B线圈磁通量变化 产生感应电流 知识点一、互感现象 2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。 变压器 无线充电器 知识点一、互感现象 3.防止：互感现象不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，还可以发生于任何两个相互靠近的电路之间，在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小互感。。 互感的防止电路板 线圈的双线绕法 典例1．第四代入工心脏是一种被广泛应用于心脏衰竭手术的医疗器械，它采用的无线充电技术从根本上解决了创口感染难题，是人工心脏技术一次革命性的进步。下图为无线充电原理图，由与人工心脏电池相连的受电线圈和与充电器相连的送电线圈构成。下列关于人工心脏无线充电的说法正确的是（　　） 知识点一、互感现象 A．无线充电的工作原理与指南针的原理相同 B．送电线圈接直流电源时不能对人工心脏电池进行无线充电 C．人工心脏无线充电时，受电线圈始终有收缩的趋势 D．送电线圈与受电线圈只有完全对准重合时才能进行无线充电 B 知识点二、自感现象 观察到什么现象？ 开关闭合的瞬间，灯泡A2先变亮，A1后变亮，且逐渐变亮。 知识点二、自感现象 闭合开关瞬间 穿过线圈的电流从零开始增大 穿过线圈的磁通量增大 A1灯逐渐变亮 线圈产生感应电动势 感应电流方向与原电流方向相反 阻碍电流增大 分析灯泡A1缓慢亮起的原因? 1.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。这种现象称为自感， 知识点二、自感现象 （1）定义：由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2、自感电动势 （3）自感系数： ①符号：L ②简称：自感或电感。 ③影响因素：线圈的大小、形状、匝数，是否有铁芯 ④单位：亨利（henry）、简称亨、符号为 H。 常用的单位：毫亨（mH）、微亨（μH）。 （2）大小： 断电自感 断电自感 观察到什么现象？ 断开开关的瞬间，灯泡骤亮后逐渐熄灭。 断开开关后，通过线圈的电流减小 穿过线圈的磁通量减小 灯泡逐渐熄灭 线圈产生感应电动势 感应电流方向与原电流方向相同 阻碍电流减小 14 断电自感 为什么小灯泡会骤亮呢？ RL<RA IL>IA 从电流的角度分析： 15 断电自感 为什么小灯泡会骤亮呢？ 开关断开以后：线圈中的电流并未立即消失，能量储存在磁场中。 当开关闭合时：线圈中的电流、磁场从无到有，这可以看作电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。 当线圈刚刚接通电源时：自感电动势阻碍线圈中电流的增加。 当电源断开时：自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。 线圈的自感系数越大，这个现象越明显，线圈能够体现电的“惯性”。 从能量的角度分析： 16 做一做 以上实验都是从定性的角度对通电自感和断电自感进行分析，我们还可以利用传感器进行定量分析。 实验电路 通电自感 断电自感 知识点二、自感现象 典例精析 典例2．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，A、B是两个不同的小灯泡，且阻值RA<RB，L是自感系数很大、电阻不计的线圈。关于这个电路，下列说法中正确的是（ ） A．S闭合时，A灯、B灯均逐渐变亮 B．S闭合时，通过A灯的电流先增大后减小 C．S由闭合到断开时，电流从右向左流过B灯 D．S由闭合到断开时，A灯和B灯都逐渐熄灭 C 知识点三、自感系数 1、自感电动势的大小： 2、自感系数 L ----简称自感或电感 实验表明，自感系数的大小由线圈本身特点（如：匝数、长度、横截面积、是否有铁心等）决定。 单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨（mH）、微亨（μH） 知识点三、自感系数 典例2．如图为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器（　　） A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出 B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出 C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出 D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小 B 课堂反馈 1．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为电阻可忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　） A．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时缓慢熄灭 B．合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 C．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先闪亮一下后缓慢熄灭，a缓慢熄灭 A 课堂反馈 2．如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　） A．在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭 B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗 D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 D 课堂小结 互感、自感 互感现象、互感电动势 自感现象、自感电动势 自感系数 通电自感和断电自感现象的分析 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37 $$