《（浙江新高考专用）2019-2020学年高中物理 第四章 电磁感应现象 6 互感和自感课件 新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江新高考专用）2019-2020学年高中物理 第四章 电磁感应现象 6 互感和自感课件 新人教版选修3-2（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第四章 电磁感应,6 互感和自感,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,课时对点练 注重双击 强化落实,自主预习,一、互感现象,1.互感和互感电动势：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的 时，它所产生的 会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，这种感应电动势叫做 . 2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到 ，如变压器就是利用 制成的. 3.危害：互感现象能发生在任何两个 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.,电流变化,变化的磁场,互感电动势,另一个线圈,
2、互感现象,相互靠近,二、自感现象,当一个线圈中的电流 时，它产生的 的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它 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做 .,变化,本身,自感电动势,变化,三、自感电动势与自感系数,1.自感电动势：E_，其中 是 ；L是 ，简称自感或电感.单位： ，符号： . 2.自感系数与线圈的 、 、 ，以及是否有 等因素有关.,电流的变化率,自感系数,亨利,H,大小,形状,圈数,铁芯,四、自感现象中磁场的能量,1.线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给 ，储存在 中. 2.线圈中电流减小时， 中的能量释放出来转化为电能.,
3、磁场,磁场,磁场,1.判断下列说法的正误. (1)两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象. ( ) (2)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反.( ) (3)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关.( ) (4)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势.( ),即学即用,2.如图1所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯_变亮，B灯_变亮.当S断开时，A灯_熄灭，B灯_熄灭.(均选填“立即”或“缓慢”),图1,缓慢,立即,缓慢,缓慢,重点探究,一、互感现象,1.当一个线圈中的电流变化时
4、，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势. 2.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大.,例1 目前无线电力传输已经比较成熟，如图2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中电流越大，B中感应电动势越大 D.A中
5、电流变化越快，B中感应电动势越大,图2,解析 根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，B线圈中不会产生感应电动势，故A错误；,A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大，故C错误，D正确.,二、通电自感现象,1.认识通电时的自感现象 如图3所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S.,图3,现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来. 原因：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，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的 磁场与
6、原来电流产生的磁场方向相反，则线圈中感应电动 势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间.,2.对通电自感的理解 (1)通电瞬间自感线圈处相当于断路. (2)当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大. (3)电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，则相当于导线).,例2 如图4所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小) A.A比B先亮，然后A灭 B.B比A先亮，然
7、后B逐渐变暗 C.A、B一起亮，然后A灭 D.A、B一起亮，然后B灭,图4,解析 S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，稳定后，流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确.,现象：灯泡A闪亮一下再熄灭 解释：自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡的电阻， 在开关断开后自感线圈中产生的感应电流比开关断 开前流过灯泡的电流大，灯泡就会闪亮一下再熄灭. 而当线圈电阻大于或等于灯泡的电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭.,三、断电自感现象,图5,1.认识断电时的自感现象 如图5所示，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻比灯泡的电阻小
8、，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关.,2.对断电自感的理解 (1)当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同； (2)断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小.若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭. (3)自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化.,例3 (2017嘉兴市高二检测)如图6所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来开关K是闭合的，三个灯泡
9、均在发光.某时刻将开关K打开，则下列说法正确的是 A.a点电势高于b点，A灯变亮后缓慢熄灭 B.b点电势高于a点，B、C灯变亮后缓慢熄灭 C.a点电势高于b点，B、C灯变亮后缓慢熄灭 D.b点电势高于a点，B、C灯不会变亮只是缓慢熄灭,图6,解析 开关闭合稳定时，流过灯泡A的电流大于流过灯泡B、C的电流，开关由闭合到断开瞬间，灯泡B、C原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍灯泡A的电流减小，并与灯泡B、C组成回路，b点电势高于a点，原来两支路电流不相等，则开关断开瞬间，电流都从原来灯泡A的电流值开始减小，所以A灯不会变亮只是缓慢熄灭，而流过灯泡B、C的电流比原来大，故灯泡B、C变亮后缓慢
10、熄灭.,学科素养 通过例2和例3，进一步加深对通电自感现象和断电自感现象的理解，知道通电、断电瞬间，自感线圈中的感应电动势阻碍原电流的变化，但阻止不了原电流的变化，且原电流不能发生突变.运用电磁感应知识解释自感现象，这很好地体现了“科学思维”的学科素养.,四、自感现象中的图象问题,图7,例4 如图7所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将开关S突然断开，开关S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是,解析 开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A.开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相
11、同的自感电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且与灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对.,提示 要注意断电前后，无线圈的支路电流方向是否变化.,达标检测,1.(对自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是A.电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大 B.电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大 C.通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零 D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大,1,2,3,4,线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为
12、零，故C错； 当通过线圈的电流最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D错.,2.(对互感现象的理解)(多选)如图8所示，是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放.则 A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用 D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变化,图8,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失.当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S
13、2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，能够继续吸引D而起到延时的作用，所以B正确，A错误； 若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误.,3.(对自感现象的理解)如图9所示，自感线圈电阻可忽略，闭合开关S，电路稳定后，同样规格的两个小灯泡A1、A2都正常发光，然后断开开关.,图9,1,2,3,4,(1)再次闭合开关时，两个灯泡的亮度变化情况为 _.,A2立刻亮起来，A1缓慢亮起来,(2)闭合开关使两个灯泡正常发光后，再断开开关，A2灯泡_(填“马上”或“延迟”)熄灭，流过A2灯泡的电流方向为_(填“向左”或“向右”).,延迟,向左,4.
14、(自感现象的图象问题)(多选)(2018温州十五校联合体高二第一学期期末)如图10所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源.t0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是,图10,1,2,3,4,课时对点练,考点一 互感现象的理解与应用 1.在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中电流的影响尽量小.如图所示两个线圈的相对安装位
15、置最符合该要求的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,A.闭合开关S的瞬间，电流表G中有ab的感应电流 B.闭合开关S的瞬间，电流表G中有ba的感应电流 C.闭合开关S后，在增大滑动变阻器R的过程中，电 流表G中有ab的感应电流 D.闭合开关S后，在增大滑动变阻器R的过程中，电流表G中有ba的感应电流,2.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图1所示.通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验，下列说法正确的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,图1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 闭合开关S的瞬间，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，选项A、B错误； 在增大滑动变阻器R的过程中，A线圈中通过的是逐渐减弱的电流，即线圈B处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律可判断，电流表中的感应电流方向为ba，故选项C错误，选项D正确.,考点二 自感现象的分析 3.如图2所示是研究自感实验的实物
