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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高中物理课程,（选修,3-2,）,4.6,互感和自感,高中物理课程（选修3-2）,录,目,前情回顾,01,要点解析,02,题型演练,03,课程总结,04,课后作业,05,录目前情回顾01要点解析02题型演练03课程总结04课后作业,节,章,前情回顾,Part One,节章前情回顾Part One,动生电动势的非静电力与 有关,动生电动势方向的判断方法：,动生电动势大小的计算：,感生电场,由 激发；电场线呈 ，形同 ；涡旋面与磁场方向 ；与感应磁场方向满足,感生电动势方向的判断：,感生电动势大小的计算：,感生电场由变化的磁场激发，而非闭合环激发,洛伦兹力,右手定则,变化的磁场,闭合状,漩涡,垂直,右手螺旋,楞次定律,前情回顾,动生电动势的非静电力与 有关动生电,课后作业讲评,【答案】,（1）2:1 （2）4:1 （3）2:1,【作,1,】,如图，单,匝,线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。求：,（1）第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比,（2）第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比,（3）第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比,【作,2,】,如图所示，有一单匝正方形线圈处在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直,。,在t=0.5s时间内，磁通量由3W,b,增加到6W,b,，线圈电阻为12,。,求：,（1）通过该线圈的磁通量变化量；,（2）该线圈产生的感应电动势E,。,【答案】,（1）通过该线圈的磁通量变化量3W,b,；,（2）该线圈产生的感应电动势6V,。,课后作业讲评【答案】（1）2:1 （2）4:1,节,章,要点解析,Part Two,节章要点解析Part Two,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？,互感现象,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,滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？,线圈 处在线圈 的磁场中,P滑动,线圈 的磁场变化,线圈 的磁通量变化,产生感应电动势,产生感应电流,互感现象,滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？线圈 处在,知道互感现象,知道互感现象可以传递能量,知道互感现象的应用,知道两个线路间互感大小的决定因素,互感,知道互感现象知道互感现象可以传递能量知道互感现象的应用知道两,互感：,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。,互感现象,互感：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,如图，断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？,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,互感现象,如图，断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？,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,如：,变压器,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因此在电工技,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,如：收音机里的磁性天线,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因此在电工技,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，这时要设法减小互感,电路板中防止相互干扰,互感现象的防止,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,线圈处在自身产生的磁场中,S接通瞬间,线圈的磁场从无到有,线圈的磁通量变化,产生感应电动势,S接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？,自感现象,线圈处在自身产生的磁场中S接通瞬间线圈的磁场从无到有线圈的磁,知道通电自感和断电自感的现象,知道自感电动势的概念和产生原因,知道自感电动势的方向,自感,知道通电自感和断电自感的现象知道自感电动势的概念和产生原因知,自感,：,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。,自感电动势,：,自感现象中产生的电动势叫自感电动势,用E表示。,自感电动势作用,：,阻碍原线圈中的电流变化,自感的物理意义,：,描述线圈产生自感电动势的能力,“自我感应”,自感现象,自感：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,自感电动势的,方向,：,导体电流增加时，阻碍电流增加,此时自感电动势方向与原电流方向相反,导体电流减小时，阻碍电流减小,此时自感电动势方向与原电流方向相同,增反减同,自感现象,自感电动势的方向：导体电流增加时，阻碍电流增加此时自感电动势,现象：,灯泡 立刻正常发光,灯泡 逐渐亮起来,演示实验1：,是规格完全一样的灯泡,。,闭合电键S,，,调节变阻器 ,使 亮度相同,再调节 ,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?,自感现象,现象：灯泡 立刻正常发光,灯泡 逐渐亮起来,两个灯泡稳定时发光亮度是一样的，为什么电路接通时，立即点亮而 要滞后一段时间？,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,自感现象,两个灯泡稳定时发光亮度是一样的，为什么电路接通时，立,线圈中出现的感应电动势对原电流变化的作用是阻碍还是阻止，两者有何区别？,线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的的变化，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，最终会正常发光,自感现象,线圈中出现的感应电动势对原电流变化的作用是阻碍还是阻止，两者,演示实验1的电流分析：,流过 和 的i-t图象如何？,自感现象,演示实验1的电流分析：流过 和 的i-t,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:,S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭,自感现象,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,为什么在断开电路时，灯泡会闪亮一下？,在电路断开的瞬间，通过线圈L的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少,因而在线圈L中产生与原电流方向相同的感应电动势。,虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。,自感现象,为什么在断开电路时，灯泡会闪亮一下？在电路断开的瞬间，通过线,流过A的i-t图象如何？,演示实验2的电流分析：,自感现象,流过A的i-t图象如何？演示实验2的电流分析：自感现象,当 时,会闪一下,再逐渐熄灭,当 时,不会闪,逐渐熄灭,原来的 和 哪一个大，要由L的直流电阻 与A的电阻 的大小来决定,任何断电现象时都会闪亮一下吗?,自感现象,当 时,会闪一下,再逐渐熄灭当,通电或断电瞬间，除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？,当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已,自感现象,通电或断电瞬间，除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？当,当电路中的电流趋于稳定时，电路中的电感是否还会发生自感现象？,自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生,在判断电路性质时，一般分析方法是:,当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以把L看成一个阻值很大的电阻,当流经线圈L的电流突然减小瞬间，我们可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流,自感现象,当电路中的电流趋于稳定时，电路中的电感是否还会发生自感现象？,知道自感电动势的表达式,知道自感系数的单位,知道自感系数的决定因素,知道磁场能,知道磁场能的决定因素,自感系数,知道自感电动势的表达式知道自感系数的单位知道自感系数的决定因,自感电动势是感应电动势，它是由自身电流变化产生的，它和电流变化有什么关系呢？,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势,而磁通量与磁感应强度B成正比，又因为在电流磁场中任意一点的磁感应强度与电流成正比，所以穿过线圈的磁通量与电流成正比，则,自感电动势,自感电动势是感应电动势，它是由自身电流变化产生的，它和电流变,自感电动势的大小,：与电流的变化率成正比,自感系数的影响因素,：,实验表明：线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多,自感系数，简称自感或电感,自感系数,自感电动势的大小：与电流的变化率成正比自感系数的影响因素：实,自感系数的单位,：,亨利，简称：亨，符号：H,常用单位：毫亨（mH）微亨（H）,如果通过线圈的电流在1秒内改变1安培时，产生的电动势是1伏特，这个线圈的自感系数就是1亨利。,注意,：自感系数由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无关,自感系数,自感系数的单位：亨利，简称：亨，符号：H常用单位：毫亨（m,在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。,自感现象的防止,在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，,由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度,双线绕法消除自感现象,自感现象的防止,由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从,自感现象在交流电路、各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用,日光灯就是自感现象在生活中的一种应用,日光灯,自感现象在交流电路、各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用,知道日光灯的工作原理,知道镇流器的作用,知道启动器的作用,日光灯,知道日光灯的工作原理知道镇流器的作用知道启动器的作用日光灯,日光灯,结构,：,氩气、低压水银蒸汽,荧光粉发出可见光,两端灯丝给气体加热并给气体加上高电压,在高压下导电,发出紫外线,日光灯,日光灯结构：氩气、低压水银蒸汽荧光粉发出可见光两端灯丝给气体,日光灯的电路,符号,：,日光灯的,工作电路,：,镇流器,工作条件,：,启动电压：700V以上,工作电压：40W，灯管100V左右,日光灯的电路图,日光灯的电路符号：日光灯的工作电路：镇流器工作条件：启动电压,镇流器的,作用,是自感系数很大的带铁心的线圈,，帮助点亮灯泡；,的线圈起 作用，保护灯管,启动时，产生高电压,正常工作时,降压限流,镇流器的作用,镇流器的作用是自感系数很大的带铁心的线圈,启动器的,组成和作用,氖泡电容器,能使动静触片不产生电火花保护触点,自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替，正常工作时不起作用，可以去掉,启动器的组成和作用,启动器的组成和作用氖泡电容器能使动静触片不产生电火花保护触点,瞬时开关,瞬时高压电源,正常工作时降压限流,日光灯的工作原理,瞬时开关瞬时高压电源正常工作时降压限流日光灯的工作原理,在通电自感的实验中，为什么开关接通后，与电感串联的灯泡会延迟发光？,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？,下面我们从能量的角度加以讨论,磁场的能量,在通电自感的实验中，为什么开关接通后，与电感串联的灯泡会延迟,通电自感：,通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，然后再转化为灯 的电能，故灯 过一会儿才亮,磁场的能量,通电自感：通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，然后再转化为灯,断电自感：,断电前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，断电后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。,磁场的能量,断电自感：断电前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，断电后，线,有人借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？,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”大小与什么有关？,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数,磁场的能量,有人借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理,节,章,题型演练,Part Three,节章题型演练Part Three,例题讲解,（互感）,【例,1,】,下图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（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。,（1）请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？,（2）如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？,【解析】,（1）当开关S断开后，使线圈A中的电流减小并消失时，穿过线圈B的磁通量减小，从而在线圈B中将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样就使铁芯中磁场减弱得慢些，即在开关E断开后一段时间内，铁芯中还有逐渐减弱的磁场，这个磁场对衔铁D依然有力的作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。,（2）如果线圈B不闭合，会对延时效果产生影响。在开关S断开时，线圈A中电流减小并消失，线圈B中只有感应电动势而无感应电流，铁芯中的磁场很快消失，磁铁对衔铁D的作用力也很快消失，弹簧E将很快将衔铁拉起,。,例题讲解（互感）【例1】下图是一种延时继电器的示意图。铁芯上,变式训练,（互感）,BC,【练,1,】,（多选）,如图所示，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,变式训练（互感）BC【练1】（多选）如图所示，水平放置的两条,例题讲解,（自感）,【例,2,】,如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。,（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？,（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？,【解析】,（1）当开关S由断开变为闭合，A灯由亮变得更为明亮，B灯由亮变暗，直到不变。,（2）当开关S由闭合变为断开，A灯不亮，B灯由亮变暗，直到不亮,。,例题讲解（自感）【例2】如图所示，L是自感系数很大的线圈，但,【练,2,】,（多选）如图所示，两个相同灯泡L,1,、L,2,，分别与电阻R和自感线圈L串联，接到内阻不可忽略的电源的两端，当闭合电键S到电路稳定后，两灯泡均正常发光，已知自感线圈的自感系数很大，则下列说法正确的是（）,A.闭合电键S到电路稳定前，灯泡L,1,逐渐变亮,B.闭合电键S到电路稳定前，灯泡L,2,逐渐变暗,C.断开电键S的一段时间内，A点电势比B点电势高,D.断开电键S的一段时间内，灯泡L,2,亮一下逐渐熄灭,变式训练,（自感）,AB,【练2】（多选）如图所示，两个相同灯泡L1、L2，分别与电阻,【例,3,】,如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器下列操作中，观察到的现象不正确的是（）,A.接通K,1,，K,2,接a，K,3,断开，灯管正常发光,B.将K,2,接到b，断开K,3,，接通K,1,，灯管可以正常发光,C.断开K,1,、K,3,，令K,2,接b，待灯管冷却后再接通K,1,，可看到S闪光，灯管不能正常发光,D.取下S，令K,2,接a，再接通K,1,、K,3,，接通几秒后迅速断开K,3,，灯管可能正常发光,例题讲解,（日光灯）,B,【例3】如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器下,节,章,课程总结,Part Four,节章课程总结Part Four,互感：,当一个线圈中电流 ，在另一个线圈中产生 的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称,自感：,由于导体 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,自感电动势的大小：,自感系数L的影响因素：线圈 ，匝数 ，自感系数越大，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时,磁场具有能量,变化,感应电动势,互感电动势,本身的电流发生变化,自感电动势,越大、越粗,越多,大得多,小结,互感：当一个线圈中电流 ，在另一个线圈中产生,节,章,课后作业,Part Five,节章课后作业Part Five,课后作业,【作,1,】,如图装置中，cd杆原来静止当ab 杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动（）,A.向右匀速运动,B.向右加速运动,C.向左加速运动,D.向左匀速运动,【作,2,】,（多选）,如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等，两个灯泡A,1,和A,2,规格相同，下列说法正确的是（）,A.在闭合开关K瞬间，A,2,比A,1,先亮,B.在闭合开关K瞬间，A,1,比A,2,先亮,C.闭合开关K后，A,2,亮一小段时间后会慢慢熄灭,D.闭合开关K后，最终A,2,与A,1,一样亮,课后作业【作1】如图装置中，cd杆原来静止当ab 杆做如下,【作,1,】,如图装置中，cd杆原来静止当ab 杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动（）,A.向右匀速运动,B.向右加速运动,C.向左加速运动,D.向左匀速运动,课后作业讲评,B,BD,【作,2,】,（多选）,如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等，两个灯泡A,1,和A,2,规格相同，下列说法正确的是（）,A.在闭合开关K瞬间，A,2,比A,1,先亮,B.在闭合开关K瞬间，A,1,比A,2,先亮,C.闭合开关K后，A,2,亮一小段时间后会慢慢熄灭,D.闭合开关K后，最终A,2,与A,1,一样亮,【作1】如图装置中，cd杆原来静止当ab 杆做如下那些运动,
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