高中物理 第4章 第9講 互感和自感課件 新人教版選修32.ppt

第四章電磁感應(yīng) 第九講互感和自感 目標(biāo)定位 互感和自感 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一 互感現(xiàn)象 二 自感現(xiàn)象 電流的增加 電流的減小 阻礙 實(shí)驗(yàn)1 立即正常發(fā)光 逐漸亮起來(lái)的 實(shí)驗(yàn)2 閃亮一下再逐漸熄滅 想一想在斷電自感現(xiàn)象中 燈泡為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象 答案開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后 通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流比原來(lái)的電流大 三 自感系數(shù) 亨利 h 匝數(shù) 鐵芯 四 磁場(chǎng)的能量 磁場(chǎng) 磁場(chǎng) 互感和自感 課堂講義 一 對(duì)互感現(xiàn)象的理解 例1如圖所示 在同一平面內(nèi)的a b兩線圈 當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合和斷開(kāi)瞬間 b線圈中感應(yīng)電流的方向如何 s閉合瞬間 a線圈產(chǎn)生電流i 在a中產(chǎn)生磁場(chǎng)ba 該磁場(chǎng)從b線圈內(nèi)垂直紙面穿出 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 b中感應(yīng)電流順時(shí)針 楞次定律 s斷開(kāi)瞬間 a線圈產(chǎn)生電流i 在a中產(chǎn)生磁場(chǎng)ba 該磁場(chǎng)從b線圈內(nèi)垂直紙面穿進(jìn) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 b中感應(yīng)電流逆時(shí)針 楞次定律 互感和自感 課堂講義 二 對(duì)通電自感現(xiàn)象的分析 通電瞬間通過(guò)線圈的電流增大 自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反 阻礙電流的增加 但不能阻止增加 1 通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷路 電流穩(wěn)定時(shí) 自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體 2 與線圈串聯(lián)的燈泡在通電后會(huì)逐漸變亮 直到穩(wěn)定 互感和自感 課堂講義 例2如圖所示 電路中電源的內(nèi)阻不能忽略 r的阻值和l的自感系數(shù)都很大 a b為兩個(gè)完全相同的燈泡 當(dāng)s閉合時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 a a比b先亮 然后a滅b b比a先亮 然后b逐漸變暗c a b一起亮 然后a滅d a b一起亮 然后b滅 s閉合時(shí) l阻礙電流的增大 所以b比a先亮 穩(wěn)定后 由于r阻值很大流過(guò)b燈電流很小 所以b燈逐漸變暗 b正確 互感和自感 課堂講義 三 對(duì)斷電自感現(xiàn)象的分析 1 斷電時(shí)自感線圈處相當(dāng)于電源 2 斷電時(shí)燈泡會(huì)不會(huì)閃亮一下再熄滅取決于通過(guò)燈泡前后電流大小的關(guān)系 若斷電前 自感線圈電流大小il大于燈泡的電流id則燈會(huì)閃亮一下再熄滅 若斷電前自感線圈中的電流il小于燈泡中的電流id則不會(huì)出現(xiàn)閃亮 而是逐漸熄滅 3 要注意斷電前后通過(guò)燈泡的電流方向變化情況 互感和自感 課堂講義 例3如圖 a b 所示的電路中 電阻r和自感線圈l的電阻值都很小 且小于燈a的電阻 接通s 使電路達(dá)到穩(wěn)定 燈泡a發(fā)光 則 a 在電路 a 中 斷開(kāi)s a將漸漸變暗b 在電路 a 中 斷開(kāi)s a將先變得更亮 然后漸漸變暗c 在電路 b 中 斷開(kāi)s a將漸漸變暗d 在電路 b 中 斷開(kāi)s a將先變得更亮 然后漸漸變暗 在電路 a 中斷開(kāi)s時(shí) 線圈阻礙原電流的減小 a漸漸變暗 在電路 b 中斷開(kāi)s時(shí) 線圈阻礙原電流的減小 通過(guò)r a形成回路 燈a變得更亮 然后漸漸變暗 互感和自感 課堂講義 針對(duì)訓(xùn)練如圖所示的電路中 電源的電動(dòng)勢(shì)為e 內(nèi)阻為r 電感l(wèi)的電阻不計(jì) 電阻r的阻值大于燈泡d的阻值 在t 0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)s 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 在t t1時(shí)刻斷開(kāi)s 下列表示a b兩點(diǎn)間電壓uab隨時(shí)間t變化的圖象中 正確的是 s閉合時(shí) l阻礙電流通過(guò)路端電壓較高 穩(wěn)定后電流較大路端電壓降低 s斷開(kāi)時(shí) l產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) d中有反向電流通過(guò) b正確 互感和自感 課堂講義 四 對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)及自感系數(shù)的理解 1 對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解 1 自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化 可概括為 增反減同 2 對(duì)自感系數(shù)的理解 1 自感系數(shù)的大小由線圈本身的特性決定 線圈越長(zhǎng) 單位長(zhǎng)度的匝數(shù)越多 截面積越大 自感系數(shù)越大 2 自感系數(shù)與e i t等均無(wú)關(guān)系 互感和自感 課堂講義 例4關(guān)于線圈的自感系數(shù) 下面說(shuō)法正確的是 a 線圈的自感系數(shù)越大 自感電動(dòng)勢(shì)就一定越大b 線圈中電流等于零時(shí) 自感系數(shù)也等于零c 線圈中電流變化越快 自感系數(shù)越大d 線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定 自感系數(shù)是由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定的 b c錯(cuò)誤d正確 自感電動(dòng)勢(shì)的大小與自感系數(shù)有關(guān)還與電流的變化率有關(guān) a錯(cuò)誤 互感和自感 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 對(duì)互感現(xiàn)象的理解 1 如圖甲所示 a b兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上 a環(huán)中電流ia隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示 下列說(shuō)法中正確的是 a t1時(shí)刻 兩環(huán)作用力最大b t2和t3時(shí)刻 兩環(huán)相互吸引c t2時(shí)刻兩環(huán)相互吸引 t3時(shí)刻兩環(huán)相互排斥d t3和t4時(shí)刻 兩環(huán)相互吸引 t1時(shí)刻感應(yīng)電流為零 故兩環(huán)作用力為零 則a錯(cuò)誤 t2和t3時(shí)刻a環(huán)中電流在減小 則b環(huán)中產(chǎn)生與a環(huán)中同向的電流 故相互吸引 b正確 c錯(cuò)誤 t4時(shí)刻a中電流為零 兩環(huán)無(wú)相互作用 d錯(cuò) 互感和自感 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 對(duì)通電自感 斷電自感現(xiàn)象的分析 2 如圖所示的電路中a1和a2是兩個(gè)相同的小燈泡 l是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈 其阻值與r相同 在開(kāi)關(guān)s接通和斷開(kāi)時(shí) 燈泡a1和a2亮暗的順序是 a 接通時(shí)a1先達(dá)最亮 斷開(kāi)時(shí)a1后滅b 接通時(shí)a2先達(dá)最亮 斷開(kāi)時(shí)a1后滅c 接通時(shí)a1先達(dá)最亮 斷開(kāi)時(shí)a1先滅d 接通時(shí)a2先達(dá)最亮 斷開(kāi)時(shí)a2先滅 s接通時(shí) l阻礙電流的增大 a1先達(dá)最亮 最后a1慢慢熄滅 s斷開(kāi)時(shí) a2立即熄滅 l阻礙電流的減小 線圈l和a1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流 a1后滅 a正確 互感和自感 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 對(duì)通電自感 斷電自感現(xiàn)象的分析 s接通時(shí) l阻礙電流的增大 a1中電流小于電流表a2中電流 s斷開(kāi)時(shí) l阻礙電流的減小 線圈l和a1 a2和r構(gòu)成回路 各元件電流相等 d正確 a正確 3 如圖所示 帶鐵芯的電感線圈的電阻與電阻器r的阻值相同 a1 a2是兩個(gè)完全相同的電流表 則下列說(shuō)法中正確的是 a 閉合s瞬間 電流表a1示數(shù)小于a2示數(shù)b 閉合s瞬間 電流表a1示數(shù)等于a2示數(shù)c 斷開(kāi)s瞬間 電流表a1示數(shù)大于a2示數(shù)d 斷開(kāi)s瞬間 電流表a1示數(shù)等于a2示數(shù) 互感和自感 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 線圈中電流為零時(shí) 電流的變化率不一定為零 自感電動(dòng)勢(shì)不一定為零 故c錯(cuò) 對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解 4 關(guān)于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法中正確的是