互感和自感-课件

,4.6,互感和自感,第四章 电磁感应,高二物理备课组,物 理,选修,3-2,问题：小灯泡在不接电源的情况下会发光吗？,一,.,互感,1.,定义：当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做,互感,，这种感应电动势叫做,互感电动势,.,2.,拓展：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,.,3.,应用：利用互感现象可把,能量,由一个线圈传到,另一个线圈,.,例,:,变压器,MP3,S,互感现象不但可以实现,能量,的传递，还能实现,信息,的传递。,收音机里的,“,磁性天线,”,利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈。,传递能量,(,变压器）,传递信息,互感现象的应用,互感现象的防止,电源线和数据线里通过的都是变化的电流，它们会和靠近的电脑等器件发生互感现象，影响其正常工作。,在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，要设法减小互感。,电路板抗干扰布线,如何设计实验电路？,思考与讨论,当线圈中电流发生,变,化时，,自身,的回路中是否还有电磁感应现象呢？,S,A1,A2,R,I,A1,B,原,B,感,E,I,A1,I,A2,如何解释实验现象？,电源,二、自感现象,1.,定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的,电磁感应现象叫做,自感现象,。在自感现象中产生,的感应电动势叫,自感电动势,。,2,.,自感电动势作用,：,阻碍原线圈中的电流变化。,在如图所示的甲、乙电路中，电阻,R,和灯泡电阻值相等，自感线圈,L,的电阻值不可忽略在接通开关,S,时，则,(,),A,在电路甲中，,A,将渐渐变亮,B,在电路甲中，,A,将先变亮，后渐渐变暗,C,在电路乙中，,A,将渐渐变亮,D,在电路乙中，,A,将由亮渐渐变暗，后熄灭,在电路甲中，通过灯泡的电流只能慢慢增加,在电路乙中，通过自感线圈的电流逐渐增加，而通过灯泡的电流不变,自感线圈产生自感电动势来阻碍电流的流入,1,S,B,R,如何改进实验电路？,线圈中,电流增,时,会产生自感电动势，,那么线圈中,电流减少,时，又会怎么样呢？,如何解释实验现象？,思考与讨论,I,L,I,L,B,原,E,I,L,B,感,A,如果,R,L,R,A,，则,i,L,i,A,，,i,L,i,L,任何断电现象时都会闪亮一下吗,?,不会闪,逐渐熄灭,会闪一下,再逐渐熄灭,如果,R,L,i,A,，,若,R,L,=0,，电路稳定后，线圈相当于导线,若,R,L,0,，电路稳定后，线圈相当于电阻,如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻,R,L,与灯泡的电阻,R,满足,R,L,R,，则在开关,S,由闭合到断开的瞬间，可以观察到,(,),A,灯泡立即熄灭,B,灯泡逐渐熄灭,C,灯泡有明显的闪亮现象,D,只有在,R,L,R,时，才会看到灯泡,有明显的闪亮现象,若,R,L,R,，则,I,L,I,R,，这样不会有明显的闪亮,电路稳定时，由于,R,L,R,，那么,I,L,I,R,S,断开的瞬时，在,L,上产生的自感电动势要阻碍电流的减小，流过线圈的电流,I,L,通过灯泡，由于,I,L,I,R,，因此灯开始有明显的闪亮,2,自感电动势作用：,阻碍导体中原来电流的变化。,导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。,导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。,“阻碍”不是“阻止”，电流还是要变化的。,自感电动势公的大小：,自感系数,描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量,决定因素,线圈的匝数,是否有铁芯,线圈的大小,线圈的形状,亨利（,H,）,物理意义,:,单位：,甲,在铁芯上绕了几千匝的线圈，,乙,空芯线圈，,丙,一条导线弯了几匝的线圈,自感系数,约瑟夫,亨利,Henry Joseph,1797-1878,美国著名物理学家，,1867,年起，任美国科学院第一任院长,;1829,年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；,1830,年发现电磁感应现象，,比法拉第早一年；,1832,年发现了电流的自感现象,从来不申请专利,无偿贡献给社会,自感现象的应用,L,很大,自感现象的防止,油浸开关,双线绕法,例,3.,关于线圈的自感系数，下面说法,正确,的是,(,),A,线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大,B,线圈中电流等于零时，自感系数也等于零,C,线圈中电流变化越快，自感系数越大,D,线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决,定,自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的,自感电动势的大小与自感系数有关,还与电流的变化率有关,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,。,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。,1,、如图所示，是一种延时开关的原理图，当,S,1,闭合时，电磁铁,F,将衔铁,D,吸下，,C,线路接通；当,S,1,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,S,2,，无延时作用,D,如果断开,B,线圈的开关,S,2,，延时将变长,S,2,闭合，,S,1,断开时，线圈,B,中有感应电流，产生电磁感应作用,若,S,2,断开，线圈,B,中不产生感应电流而起不到延时作用,当堂达标,1,2,、,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熄灭,L A,3,、,L,是一带铁芯的线圈，,R,为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数,I,1,、,I,2,的大小关系是,（）,A,、接通时,I,1,I,2,；,B,、接通时,I,2,I,2,，断开时,I,1,I,2,；,D,、接通时,I,1,=I,2,，断开时,I,1,I,2,。,R,2,L,R,1,S,A,1,A,2,4,、,如图,AB,是相同的小灯泡，,L,是带铁芯的线圈，电阻不计，调节,R,，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时（）,A,、两灯同时亮，同时灭,B,、合上,S,，,B,比,A,先达到正常发光状态,C,、断开,S,，,AB,两灯都不会立即灭，通过,AB,两灯的电流方向都与原电流方向相同,D,、断开,S,时，,A,灯会突然闪亮一下后，再熄灭,【,学习目标,】,（一）、物理观念,1,、知道互感和自感现象及其产生原因，并且知道互感和自感都是一种特殊的电磁感应现象,2,、能说出自感电动势大小的影响因素,（二）、科学思维,1,、利用电磁感应有关规律分析通电、断电时的自感现象,2,、能运用互感和自感的原理对该现象进行应用和防止,（三）、实验探究,1,、通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理现象,2,、通过带领学生进行实验的设计与改进增强分析问题、解决问题的能力,（四）、科学态度与责任,1,、认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，体验特殊现象的普遍性,2,、领悟科学家对科学执着和对名利的淡薄的科学献身精神,谢谢大家！,