2.4 互感和自感 课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

互感和自感 学习目标 知道什么是互感、自感现象及其利用与防止 能分析通电、断电自感现象的原因及自感电动势的影响因素 能够分析磁场的能量转化问题 一 课堂引入 自主先学 如何在不接通电源的情况下使小灯泡发光？ 一、互感现象 1、定义：当一个线圈中电流发生改变时，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，称为互感。 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。 法拉第1791-1867 英国物理学家 3、互感现象的应用 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。如变压器就是利用互感现象制成的。 变压器 I入 I出 Q 街头变压器 各式变压器 变电站的大型变压器 手机充电器 第一小组：无线充电技术 小组分享交流 小组分享交流 第二小组：金属探测仪 小组分享交流 感应式门禁卡 校园卡 第三小组：非接触智能卡 小组分享交流 4、互感的危害与防止 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，这时要求设法减小电路间的互感． 防止互感的电路板 线圈的双线绕法 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场可以在邻近的电路中激发出感应电动势，思考它产生的变化的磁场能否在线圈本身也激发出感应电动势呢？ 思考 二 问题探究 以行促学 二、自感现象 1、定义 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场激发出自身感应电动势。这种现象称为自感。 2、自感电动势 由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。 产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势． 3、对自感电动势的理解 二 问题探究 以行促学 看看我们的猜想是否正确。 猜想：闭合开关会出现什么现象？ 实验演示：通电自感 分析通电自感 二 问题探究 以行促学 开关闭合时通过线圈的电流怎么变？ 通过线圈的磁通量怎么变？ 线圈中产生的感应电流的方向如何？ 线圈中的感应电流的效果是什么？ 实验演示：断电自感 看看我们的猜想是否正确。 猜想：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，会出现什么现象？ 线圈的直流电阻小于灯泡的电阻。 二 问题探究 以行促学 RL＜RA 分析断电自感 二 问题探究 以行促学 开关断开时通过线圈的电流怎么变？ 通过线圈的磁通量怎么变？ 线圈中产生的感应电流的方向如何？ 线圈中的感应电流的效果是什么？ IA IL A S E L RL＜RA IL＞IA 动画分析断电自感 二 问题探究 以行促学 电流传感器的作用相当于一个电流表 传感器观察分析自感现象 二 问题探究 以行促学 自感实验电路板 自感实验电路图 传感器观察分析自感现象 小组实验 小组实验 通过线圈的电流 通过电阻R2的电流 传感器观察分析自感现象 传感器观察分析自感现象 通过线圈的电流 小组实验 通过电阻R2的电流 4. 自感的利用与防止 （1）利用：日光灯镇流器 （2）危害：电弧火花——烧蚀开关 （3）防止：使用油浸开关 三、自感系数 自感电动势的大小： 自感系数的大小由线圈本身特点（大小、形状、圈数、是否有铁芯等因素）决定。 自感系数L：来描述电感线圈对其中电流的阻碍作用。 单位：亨利（H） L越大，对电流阻碍越大 四、磁场的能量 断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持 一小段时间，能量是从哪里来的？ 思考： 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 三 总结提升 以学促行 互感 发生于任何两个相互靠近的电路之间。 ①变压器； ②无线充电； ③电磁炉； ④探雷器； ⑤手持安检仪。 自感 在线圈本身激发出感应电动势。 通电自感； 断电自感； 其它应用…… 自感系数 练习1. 下列关于互感现象的说法正确的是(　 　) A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象 B．互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律 C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线” D．在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作 ABC 四 精讲精练 学行合一 练习2 (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,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线圈中输入电流,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线圈中电流越大,B线圈中感应电动势越大 D.A线圈中电流变化越快,B线圈中感应电动势越大 BD 四 精讲精练 学行合一 练习3. (通电自感和断电自感)图甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是( 　) C A.图甲中,A1与L1的电阻值相同 B.图甲中,闭合开关S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C.图乙中,变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻阻值相同 D.图乙中,闭合开关S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 四 精讲精练 学行合一 《互感和自感》课堂达标自评表 班级 姓名 得分 项目 得分 会判断什么是自感什么是互感 （2分） 能举例生活中自感现象和互感现象的应用和防止 （2分） 能解释互感现象和自感现象 （2分） 能画出自感时电流变化情况 （1分） 能解释自感现象中的能量关系 （1分） 知道自感电动势的表达式与自感系数的影响因素 （2分） 五 适时检测 以行验学 结合你对自感现象互感现象的认识，和你的同学一起讨论动车组进站过程中是如何进行能量转化的，并把你们的讨论形成一篇不少于800字的小论文 课后作业 $$