《宁夏回族自治区银川市六盘山高级中学高中物理人教版选修3-2课件：第四章 电磁感应第6节 互感和自感（PPT共28张）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宁夏回族自治区银川市六盘山高级中学高中物理人教版选修3-2课件：第四章 电磁感应第6节 互感和自感（PPT共28张）（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理选修3 2第四章 第6节互感和自感 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 在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢 一 互感现象 1 定义 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 本质 电磁感应 感生电动势 3 应用 目的是将能量从一个线圈传递到另一线圈 2 电子设备的磁性天线 1 变压器 利用互感现象的原理制成的 4 防止 目的是防止电路中原件间的互相影响 互感现象可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 这时要设法减小电路间的互感
2、演示1 观察通电瞬间A1 A2的亮度 1 A1 A2选用规格完全相同的灯泡 2 闭合电键S 调节变阻器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 3 重新闭合S 观察A1 A2亮度变化 会有什么现象 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 A1即总比A2滞后一段时间 解析 电路接通时 线圈中的电流由零开始增加 穿过线圈L的磁通量逐渐增加 可知线圈L中要产生感应电动势 用楞次定律可判定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 故通过灯A1的电流不能立即达到最大值 而是逐渐增强到最大值 即延迟了电流达到最大值的时间 结论 根据 增反减同
3、 感应电流总是要阻碍原电流的变化 A1中的感应电流I1从0逐渐增大到正常值 反馈训练1 实验一中 当电键闭合后 通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图 通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图 ABCD C A 演示2 观察断电瞬间A1 A2的亮度 1 A1 A2选用规格完全相同的灯泡 2 闭合电键S 调节变阻器R 使A1 A2亮度相同 再调节R1 使两灯保持正常发光 3 断开S 观察A1 A2亮度变化 会有什么现象 现象 S断开时 A灯突然闪亮一下才熄灭 解析 断开瞬间 通过线圈L的电流减弱 穿过线圈的磁通量减少 线圈中就要产生感应电动势 此时 电源虽已断开 但线圈L中的感应电动势相当于新
4、的电源 由于线圈L和灯泡A1 A2组成了闭合电路 感应电流流经灯泡A1 A2所在的回路 使得灯泡A1 A2不会逐渐熄灭 结论 根据 增反减同 感应电流总是要阻碍原电流的变化 A1 A2中的感应电流从I1逐渐减小到0 思考与讨论 教材23页 1 电源断开时 通过线圈L的电流减小 这时会出现感应电动势 感应电动势的作用是使线圈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一个电源 它能向外供电 由于开关已经断开 线圈提供的感应电流将沿什么途径流动 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 4 开关断开后 通过灯泡的感应电流是否有可能比原来更大 为了使实验
5、效果更明显 对线圈L有什么要求 断电时通过灯泡中的电流随时间变化曲线 图2 分析 设过线圈L与灯泡A的电流分别为IL和IA 方向均为从左往右 在断开开关瞬间 灯泡中的电流IA立即消失 但是灯泡A与线圈L构成一闭合回路 由于L的自感作用 其电流IL不会立即消失 而是在回路中逐渐减弱 1 如果IL IA 即RL RA 则在灯泡熄灭之前还要闪亮一下 2 如果IL IA 即RL RA 则灯泡会逐渐熄灭 而不会再闪亮一下 反馈训练2 如图所示 当S闭合时 通过灯A的电流为I 通过线圈的电流为2I 在某时刻t0 S断开 则能正确反映灯A中电流变化的图是 L A 2I I S I i t to 0 I i
6、t to 0 I I i t to 0 I 2I I i t to 0 2I A B C D C 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 自感现象中产生的电动势叫自感电动势 2 自感电动势的作用 阻碍导体中原来的电流变化 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 三 自感系数L 1 自感电动势的大小与电流的变化率成正比 其中L 自感系数简称自感或电感 1 决定线圈自感系数大小的因素 2 自感系数的单位 亨利 简称亨 符号是H 常用单位 毫亨 mH 微亨 H 与线圈越大 越粗 匝数越多 自感系数越大 带有铁
7、芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多 自感系数很大有时会产生危害 电动机等大功率用电器的开关应该装在金属壳中 最好使用油浸开关 即把开关的接触点浸在绝缘油中 避免断电感应的高压出现电火花 甚至击穿空气出现电弧 导致触电 双线绕法消除自感现象 自感现象应用 日光灯工作原理 日光灯结构 镇流器的结构 启动器的结构 日光灯的工作原理 镇流器的作用 1 点燃时产生瞬时高压 2 工作时降压限流 四 磁场的能量 问题 在断电自感的实验中 为什么开关断开后 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
8、源 把磁场中的能量转化成电能 阅读教材最后一段P24 回答问题 1 线圈能够体现电的 惯性 应该怎样理解 2 电的 惯性 大小与什么有关 当线圈通电瞬间和断电瞬间 自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化 使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零 电的 惯性 大小决定于线圈的自感系数 一 互感现象 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 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 2 应用与防止 变压器 屏蔽 2 通电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的增大 断电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的减小 三 自感系数 1 自感
9、电动势的大小 2 自感系数的大小 与线圈的大小 形状 匝数及有无铁心有关 2 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 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 A2A1 课堂训练2 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
10、熄灭 LA A 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 A 4 如图所示的电路中 电灯A和B与固定电阻的阻值均为R L是自感系数较大的线圈 当S1闭合 S2断开且电路稳定时 AB亮度相同 再闭合S2 待电路稳定后将S1断开时 下列说法正确的是 课堂训练 A 灯B立即熄灭B 灯A将比原来更亮一些后再熄灭C 有电流通过B灯 方向为c B dD 有电流通过A灯 方向为b A a AD
