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1、 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个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？动势呢？ 当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生当一个线圈中的电流变化时，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。产生感应电动势。 一、互感现象一、互感现象 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生
2、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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的感。互感现象产生的感应电动势，称为应电动势，称为互感电动势互感电动势。互感现象的应用互感现象的应用 利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。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。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线 互感现象的应用互感现象的应用 利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。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
3、在电工技术和电子技术中有广泛的应用。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 变压器变压器 实验实验1 1演示通电自感现象演示通电自感现象实验：实验：如图所示，如图所示，A A1 1、A A2 2是规格完全一样的灯泡。闭合电键是规格完全一样的灯泡。闭合电键S S，调节变阻器，调节变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再调节亮度相同，再调节R R1 1，使两灯正常，使两灯正常发光，然后断开开关发光，然后断开开关S S。重新闭合。重新闭合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？现象：现象：跟变阻器串联的灯泡跟变阻器串联的灯泡A A2 2立刻立刻正常发光，跟线圈正常发光
4、，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐逐渐亮起来。即：亮起来。即：A A1 1比比A A2 2亮得晚一些。亮得晚一些。解释：解释：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L L的磁通的磁通量逐渐增加，量逐渐增加，L L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍相反，阻碍L L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。实验实验2 2演示断电自感现象演示断电自感现象实验：实验：如图所示，接通电路，待灯泡如图所示，接通电路，待灯泡A A正常发光。然后断开电正常发光
5、。然后断开电路，观察到什么现象？路，观察到什么现象？现象：现象：S S断开时，灯断开时，灯A A突然闪亮一下才熄突然闪亮一下才熄灭。即：灯灭。即：灯A A不立刻熄灭。不立刻熄灭。提示：提示：这时出现了新电源，电源在哪里？这时出现了新电源，电源在哪里？电动势方向如何？电动势方向如何？解释：解释：当当S S断开时，断开时，L L中的电流突然减弱，穿过中的电流突然减弱，穿过L L的磁通量逐的磁通量逐渐减少，渐减少，L L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。原电流减小。L L相当于一个电源，此时相当于一个电源，此时L L与与A A构成闭合
6、回路，故构成闭合回路，故A A中还有一段持续电流。灯中还有一段持续电流。灯A A闪亮一下，说明流过闪亮一下，说明流过A A的电流比原的电流比原电流大。电流大。思考与讨论思考与讨论 如图所示，接通电路，待灯泡如图所示，接通电路，待灯泡A A正常发光，然后断开电路。正常发光，然后断开电路。请画出流过灯的请画出流过灯的i it t图，并思考为什么图，并思考为什么S S断开时，灯断开时，灯A A会会突然闪突然闪亮一下亮一下？二、自感现象二、自感现象 导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫象叫自感现象自感现象。自感现象中产生的电动势叫。自感现象中产生的电动势叫自
7、感自感电动势。电动势。双线绕法双线绕法油浸开关油浸开关自感现象的防止自感现象的防止三、自感系数三、自感系数 1 1、自感电动势的大小、自感电动势的大小自感电动势的大小跟线圈中电流强度的变化率成正比自感电动势的大小跟线圈中电流强度的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数LL简称自感或电感简称自感或电感L L是反映线圈本身特征的物理量，是反映线圈本身特征的物理量，L L的大小跟线圈的的大小跟线圈的形形状、长短、匝数及有无铁芯有关状、长短、匝数及有无铁芯有关，与电流的大小、有，与电流的大小、有无以及电流变化的快慢都无关。无以及电流变化的快慢都无关。单位单位: :亨利，符号亨利，符号H H，更小的单位
8、有，更小的单位有毫亨（毫亨（mHmH）、微亨）、微亨（HH） 17971797年年1212月月1717日生于美国纽约州奥尔贝尼市。日生于美国纽约州奥尔贝尼市。18221822年毕业于奥尔贝尼学院，年毕业于奥尔贝尼学院，18261826年被聘为奥尔贝尼年被聘为奥尔贝尼学院物理学教授。学院物理学教授。18671867年任美国科学院第一任院长。年任美国科学院第一任院长。18291829年，亨利改进电磁铁，他用绝缘导线密绕在铁芯年，亨利改进电磁铁，他用绝缘导线密绕在铁芯上，制成了能提起近一吨重物的强电磁铁；同年，亨上，制成了能提起近一吨重物的强电磁铁；同年，亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举
9、力的利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时，发现了电流的自感现象；断开通有电流的长影响时，发现了电流的自感现象；断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花；导线可以产生明亮的火花；18321832年，他在发表的论文年，他在发表的论文亨利（亨利（Henry JosephHenry Joseph）中宣布发现了自感现象；中宣布发现了自感现象；18351835年年1 1月，亨利向美国哲学会介绍了他的研月，亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果，他用究结果，他用1414个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小. .他还发现了变压器工作的基本定律。
10、他还发现了变压器工作的基本定律。 18301830年年8 8月，亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象，这比法拉月，亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象，这比法拉第发现电磁感应现象早一年第发现电磁感应现象早一年. .但是当时亨利正在集中精力制作更大的电但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁，没有及时发表这一实验成果，失去了发明权，亨利的电磁铁为电磁铁，没有及时发表这一实验成果，失去了发明权，亨利的电磁铁为电报机的发明做出了贡献，实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用亨利报机的发明做出了贡献，实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用亨利发明的继电器。发明的继电器。不同的线圈，电感大小不同不同的线圈，电
11、感大小不同甲：在铁芯上绕几甲：在铁芯上绕几千匝线圈，电感有千匝线圈，电感有几个亨利。几个亨利。乙：空芯线圈，电乙：空芯线圈，电感有几十毫亨。感有几十毫亨。丙：一条导线弯几丙：一条导线弯几匝，电感只有几个匝，电感只有几个微亨。微亨。 通过自感线圈中的电流不能突变，由于自感线圈对电流变通过自感线圈中的电流不能突变，由于自感线圈对电流变化的延迟作用，电流从一个值变到另一个值总需要时间：化的延迟作用，电流从一个值变到另一个值总需要时间：自感线圈自感线圈L在电路中的作用在电路中的作用刚闭合电路时，理想自感线圈产生的电动势为无穷大，线圈刚闭合电路时，理想自感线圈产生的电动势为无穷大，线圈这一支路相当于开路
12、，即此时这一支路相当于开路，即此时I=0I=0；电路闭合一段时间达到稳定后，线圈相当于导线或电阻；电路闭合一段时间达到稳定后，线圈相当于导线或电阻；电路刚断开时，线圈相当于一个电源，该电源会重新建立一电路刚断开时，线圈相当于一个电源，该电源会重新建立一个回路，但线圈的电流的方向与稳定工作时保持一致。个回路，但线圈的电流的方向与稳定工作时保持一致。四、磁场的能量四、磁场的能量 在断电自感的实验中，为什么开关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？断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。以讨论。 电源断开
13、以后，线圈中的电流不会立即消失，这时电源断开以后，线圈中的电流不会立即消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存了能量。的电流仍然可以做功，说明线圈储存了能量。 当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也从无到有，这可以看做电源把能量输送给磁场，储场也从无到有，这可以看做电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。存在磁场中。思考与讨论思考与讨论 教材最后一段说，线圈能够体现电的教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该怎，应该怎样理解？电的样理解？电的“惯性惯性”大小与什么有关？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
14、圈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，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够能立即减小为零，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的体现电的“惯性惯性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的可见，电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数。大小决定于线圈的自感系数。 例例1 1、如图所示，如图所示，L L为一个自感系数很大的自感线圈，为一个自感系数很大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关开关
15、闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是的瞬间，能观察到的现象分别是 A A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B B小灯立即亮，小灯立即熄灭小灯立即亮，小灯立即熄灭 C C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 例例2 2、如图所示是一演示实验的电路图。图中如图所示是一演示实验的电路图。图中L L是一带是一带铁芯的线圈，铁芯的线圈，A A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，
16、电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡泡A A的电流方向是从的电流方向是从端经灯泡到端经灯泡到端。这个实验是用端。这个实验是用来演示来演示现象的。现象的。 b ba a自感自感 例例3 3、如图示如图示a a、b b的电路中，电阻的电路中，电阻R R和自感和自感线圈线圈L L的电阻值都的电阻值都很小，且小于灯很小，且小于灯A A的电阻，接通的电阻，接通S S，使电路达到稳定，灯泡使电路达到稳定，灯泡A A发光，发光，则则 A.A.在电路在电路a a中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗 B.B.在电路在电路a
17、 a中，断开中，断开S S后，后，A A将先将先变得更亮，然后渐暗变得更亮，然后渐暗 C.C.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将将逐渐变暗逐渐变暗 D.D.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将将先变得更亮，然后渐暗先变得更亮，然后渐暗 例例4 4、如图所示是一种延时继电器，铁芯上有两个线圈如图所示是一种延时继电器，铁芯上有两个线圈A A和和B B。线圈。线圈A A跟电源连接，线圈跟电源连接，线圈B B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S S的的时候，弹簧时候，弹簧K K并不会立即将衔铁并不会立即将衔铁D D拉起而使触头拉起而使触头C C（连接工作电路）离开，（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是这样得名的。而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是这样得名的。（1 1）请解释在：当开关）请解释在：当开关S S断开后，为什么电磁铁还会断续吸住衔铁一段断开后，为什么电磁铁还会断续吸住衔铁一段短时间？短时间？（2 2）如果线圈）如果线圈B B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？
