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1、4.6 4.6 互感和自感互感和自感 法拉第和他的实验线圈法拉第和他的实验线圈 互感现象 在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的连，但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。这种变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种 现象叫做现象叫做互感互感。这种感应电动势叫做。这种感应电动势叫做互感电动势互感电动势 互感现象 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一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个线圈，
2、因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用 如：如：变压器变压器 一、互感现象 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生 感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生 的感应电动势，称为互感电动势。 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈 之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间. 3、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，互感现象在电 工技术和电子技术中有广泛 的应用。 二、自感现象 1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电 磁感应现象，叫自感现象。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 演示实验1 A1、A2是规格完全一样的灯泡。 闭合电键S，调节变阻
3、器R，使A1、 A2亮度相同，再调节R1，使两灯正 常发光，然后断开开关S。重新闭 合S，观察到什么现象？ 灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡 A1逐渐亮起来。 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的 磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向 与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即 推迟了电流达到正常值的时间。 现象： 分析 ： 演示实验2 接通电路，待灯泡A正常 发光。然后断开电路，观察 到什么现象？ 现象： 分析： 在断开开关S瞬间（灯更亮一下），灯A过 一段时间才熄灭。 开关断开瞬间，由于通过L的磁通量减少，产 生的感应电动势阻碍磁通量的减少，感应电流 沿着LA流动，所以
4、灯A会过一段时间才熄 灭。 1、电源断开时，通过L的电流会减小，这时会出现感 应电动势。感应电动势的作用是使L中的电流减小得更 快些还是更慢些？ 2、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源，它能 向外供电。由于开关已断开，线圈提供的感应电流将 沿着什么途径流动？ 3、开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电 流方向是否一致？ 思考与讨论： 4、在如图所示的电路中，当开关S 断开瞬间，灯泡A是否会更亮一下？ 更亮一下的条件是什么？ 设A、L两 端电压为U。 若RARL，有IAIL，在断开开关的瞬间，通过灯 泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。 若RARL，有IAIL，断开开关后，通过灯泡的电
5、流 减小，灯泡不会更亮一下。 3、自感电动势的作用： 阻碍导体中原来电流的变化。 1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。 “阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的 三、自感系数 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、自感系数 L简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 单位：单位：亨利亨利，简称，简称亨亨，符号：，符号：H H 其他其他单位单位：毫亨（毫亨（mHmH）、微亨（微亨（ H H） 1 1 2 2 3 3 线圈长度越线圈长度越长长 、线圈越线圈越大大、匝数越、匝数越多多，它的自，它的自 感系数越大！感系数越大！ 给线
6、圈中给线圈中加入铁芯加入铁芯，自感系数比没有铁芯大得多！，自感系数比没有铁芯大得多！ （2） 电感与电阻的比较 1 、电阻R对电流有阻碍作用,电感L对电流的 变化有阻碍作用. 2 、 电阻越大,对电流的阻碍作用越大,产生的 电势差越大;电感越大,对电流的变化阻碍作 用越大,产生的自感电动势越大. 3 、R与L的决定因素不同 4 、线圈对稳定电流的阻碍与对变化电流的 阻碍产生的效果不同:线圈的电阻R决定电 流的稳定值为E/R,而L越大,电流由零增大到 稳定值的时间越长. 通电自感:能量由电路转移到了线圈中 断电自感 : 能量由线圈中转移到了电路里 四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么
7、开关 断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚 至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨 论。 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。 1、互感的应用和防止 应用：变压器、收音机的“磁性天线” 防止：电路板中防止相互干扰 应用与防护 收音机里的“磁性天 线”利用互感将广播 信号从一个线圈传送 给另一线圈. K DC A B S 延时继电器 电路板中防止相互干扰 双线绕法 2自感的应用和防止 应用：日光灯 防止：变压器、电动机 日光灯原理 一、互感现象 1互感 互感现象 互感电动势 2互感的应用和防止 应用：变压器、收音机
8、的“磁性天线” 防止：电路板中防止相互干扰 二、自感现象 1自感现象（会解析自感现象） 2自感的应用和防止 应用：日光灯 防止：变压器、电动机 小结： 如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常 发光，当断开开关S的瞬间会有（ ） A灯A立即熄灭 B灯A慢慢熄灭 C灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D灯A突然闪闪亮一下再突然熄灭灭 练习： A A 课堂训练 1、演示自感的实验电路图如右图所示 ，L是电感线圈，A1、A2是规格相同 的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相 同。当开关由断开到合上时，观察到 的自感现象是 比 先亮，最后 达到同样亮。 A2 A1 L A1 R A2 S R1 2、
9、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很 大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同 的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。 A1 A2 A2A1 课堂训练 3、如图所示的电路中，D1和D2是 两个相同的小灯泡，L是一个自感 系数相当大的线圈，其阻值与R相 同。在电键接通和断开时，灯泡 D1和D2亮暗的顺序是 A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后灭 B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭 C. 接通时D1先达最亮，断开时D2后灭 D. 接通时D2先达最亮，断开时D1后灭 D1 D2 L R S A 课堂训练 4、如图所示，L为自感系数较大的线 圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当 断开电键的瞬间会有 A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭 C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭 L A A D 如下图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可 自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用 下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ 所做的运动可能是( ) A向右匀加速运动 B向左匀加速运动 C向右匀减速运动 D向左匀减速运动 BC
