人教版高中物理选修3-2（课件） 4.6互感和自感 （2份打包）

4.6 互感和自感 产生感应电流的条件是什么？ 闭合回路 磁通量发生变化 绕在同一铁芯上的两个线圈，当其中一个线圈上的电流变化时，它所产生的___________会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做_________，这种感应电动势叫做___________。 变化的磁场 它们之间并没有导线相连 互感现象 互感电动势 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的应用。变压器就是利用互感现象制成的。 法拉第实验 相互靠近的电路之间 如果通过线圈本身的电流有变化，使它里面的磁通量改变，能不能产生感应电动势？ 电池 BATTERY 线圈 美国物理学家约瑟夫·亨利在改进电磁铁的过程中，发现了意想不到的现象： 当切断电源的一瞬间产生了一个电火花。 他通过实验研究，探讨了电火花产生的条件和原因。在1832年发表了关于这个问题的论文，题目是《在长螺旋线中的电自感》。 他认为，电火花说明在切断电源时，产生一个比原电流大许多倍的感应电流。他并把这种现象称为电的自感。 1834年法拉第也独立的发现了 自感现象，并且感受到强烈的 电击。 实验1：观察通电自感现象 如图所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合开关S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，然后断开开关S。重新闭合开关S，观察在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况，试分析产生这种现象的原因。 现象：跟变阻器R串联灯泡A1立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A2逐渐亮起来. I的增大 I的增大 原因： 与E的方向相反 R L A1 S A2 E B的增大 Φ的增大 E自 阻碍 实验2：观察断电自感现象 如图连接电路，先闭合开关S使灯泡A正常发光，然后断开开关S 。观察开关断开时灯泡的亮度，试分析产生这种现象的原因。 现象：S断开后，A灯突然闪亮了一下才熄灭。 I的减小 I的减小 原因： 与E的方向相同 B的减小 Φ的减小 E自 阻碍 A L S E 结论：当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化 总结自感现象 （二）自感现象 1．自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也使它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自感电动势，大小为____。 R L A1 S A2 E A L S E 2．自感系数：自感系数L简称_____或____，它跟线圈的_____、_____、_____，以及___________等因素有关。单位：亨利，符号是H。常用的还有豪亨（mH）和微亨（μH），换算关系是 1 H=____mH=_____μH。 自感 电感 大小 形状 圈数 是否有铁芯 103 106 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 问题2：如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的灯泡。 （1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？ （2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？ 灯A、B同时亮 然后灯B变暗，灯A变亮 最后灯B熄灭 灯A立刻熄灭 灯B变亮，然后缓慢熄灭 $$ 4.6 互感和自感 【针对训练】 1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（ ） A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大 2．在电磁感应现象中，下列说法正确的是(　　) A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化 B．自感电动势的方向总是与原电流方向相反 C．穿过闭合电路的磁通量越大，电路中的感应电流也越大 D．穿过回路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大 概念 方向 不一定相反 因电流变化引起 ACD 磁通量变化的体现 AD 解释触电实验 断开开关瞬间，线圈产生自感电动势，并且电动势比较大。 但作用时间较短，总放电量不大。 电池 BATTERY 线圈 人 L S E 自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化。 注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。 通电 没有线圈L A R S L 有线圈L A R S L 稳定值取决于电阻大小 问题2：如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的灯泡。 （1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？ 灯A、B同时亮 然后灯B变暗，灯A变亮 最后灯B熄