《高二物理选修3 互感和自感 课件(通用)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高二物理选修3 互感和自感 课件(通用)(23页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、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,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,一、互感现象,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,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,二、自感现象,2、自感现象中产生的电动势 -叫自感电动势。 自感电动势的作用: 阻碍导
2、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,演示实验1,A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。 闭合电键S,调节变阻器 R 和 R1 ,使A1、 A2亮度相同且正常发光. 然后断开开关S。 重新闭合S,观察到什么现象,演示实验1,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,
3、S断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭,现象,课本P23,自感电动势,磁通量变化率,正比关系,电流变化率,正比关系,正比关系,对同一线圈,电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快,线圈中产生的自感电动势就大,电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢,线圈中产生的自感电动势就小,对不同线圈,电流变化快慢一样,自感电动势不同,1、自感系数 L -简称自感或电感,三、自感系数,2、 自感系数 L 反映线圈 自身的性质,1)决定线圈自感系数的因素,2)自感系数的单位: 亨利 简称 亨 符号是 H 常用单位: 毫亨(m H) 微亨(H,实验表明,线圈越长,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
4、没有铁芯时大得多,三、自感系数,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,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成电能,四、磁场的能量,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,五、自感现象的应用与防止,1、安全开关问题,电弧放电
5、,烧坏开关,危及人身安全,2、精密电阻,磁通量 恒=0,1、演示自感的实验电路图如图所示,L是电感线圈,A1、A2是相同的灯泡,R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,A2 A1,2、右图中,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,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
6、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,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,小 结,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。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。 2、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,小 结,3、自感现象中产生的电动势叫 自感电动势。 (1)自感电动势的作用:阻碍导体中 原来的电流变化。 (2)自感电动势大小: 4、自感系数L:与线圈的大小、形状、 圈数及有无铁心有关 5、磁场具有能量