【物理 】互感和自感课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1、人教版人教版 选择性必修第二选择性必修第二册册互感和自感 第二章 电磁感应1 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，、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，称为称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势叫。互感现象中产生的感应电动势叫互感电动势互感电动势。一、互感现象一、互感现象2 2、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、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应用。工技术和电子技术中有广泛应用。3 3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。正常工作，这时要设法减小电路间的互感。线圈的双线绕法线圈的双线绕法当线圈当线圈L L1中电流发生变化时，线圈中电流发生变化时，线圈L L1中是否中是否也会发生电磁感应象？也会发生

2、电磁感应象？1 1、当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身、当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为激发出感应电动势。这种现象称为自感。自感。二、自感现象二、自感现象2 2、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感电动势。自感电动势。开开关关闭闭合合现现象象？在图中电路，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电源上，A2与可调电阻R串联后接到电源上。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新接通电路。注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。观察两个灯泡的发光情况分析：由于线圈自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。结论结论1:1:自感电动势自感电动势的作用的作用“阻碍阻碍”原电流的增加，原电流的增加，但最终没有但最终没有“阻止阻止”其其增加。增加。现象：在闭合开关瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A

3、2迟一会儿才正常发光。开开关关断断开开现现象象？A。ESL按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。A。ESL观察两个灯泡的发光情况结论结论2:2:自感电动势自感电动势的作用的作用“阻碍阻碍”原电流的减少，原电流的减少，但最终没有但最终没有“阻止阻止”其其减少。减少。分析：分析：断电前根据电路中并联规律，若线圈断电前根据电路中并联规律，若线圈L的电阻小于灯泡的电阻，则有的电阻小于灯泡的电阻，则有ILIA，断电后，线圈断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向反向流过灯泡，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。流过灯泡，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。现象:灯泡闪亮后熄灭A。ESLA。ESL1.1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下不能认为任何断电现象灯都会闪一下当当ILIA时，会闪一下，再逐渐熄灭时，会闪一下，再逐渐熄灭当当ILIA或或 IL=IA时，不会闪，逐渐熄灭时，不会闪，逐渐熄灭2.2.原来的原来的IL和和IA哪一个大，要由哪一个大，

4、要由L的直流电阻的直流电阻RL与灯泡的电阻与灯泡的电阻RA的大小的大小来决定。如果来决定。如果RLRA，则则ILIA；如果如果RLIA。思考：思考：灯泡一定会灯泡一定会闪亮闪亮吗？吗？自感电动势的方向自感电动势的方向（1）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；（2）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.增增 反反 减减 同同自感系数第第 1818 页页 自感电动势的大小自感电动势的大小1 1、自感系数、自感系数L L简称自感或电感简称自感或电感三、自感系数三、自感系数2 2、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。实验表明，线圈越大，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没有铁芯时大得多。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨常用单位：

5、毫亨（m Hm H）微亨微亨（H H）问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，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。？试从能量的角度加以讨论。开关开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，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。当于电源，把磁场中的能量转化成电能。四、磁场的能量四、磁场的能量练习练习1：关于自感现象，下列说法正确的是（：关于自感现象，下列说法正确的是（）A.A.感应电流感应电流一定和原电流方向相反一定和原电流方向相反B.B.线圈线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定一定较大较大C.C.对于对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数自感系数较大较大D.D.对于对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感自感电动势也较大电动势也较大D

6、 练习练习2 2：如：如图所示，图所示，L L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡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（正常发光，当断开电键的瞬间会有（）A.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA练习练习3 3：如：如图所示，两个电阻均为图所示，两个电阻均为R R，电感线圈，电感线圈L L的电阻及电池内阻的电阻及电池内阻均可忽略不计，均可忽略不计，S S原来断开，电路中电流原来断开，电路中电流 ，现将，现将S S闭合，于闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（）A.A.使电路的电流减小，最后使电路的电流减小，最后 减小为零减小为零B.B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍电流增大的作用，最后电流小于C.C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D.D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D

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