高中物理 自感現(xiàn)象

1、 自自 感感 現(xiàn)現(xiàn) 象象 1 1 導(dǎo)導(dǎo) 入入 2 2 通電實驗通電實驗 3 3 斷電實驗斷電實驗 6 6 防治和應(yīng)用防治和應(yīng)用 5 5 自感系數(shù)自感系數(shù) 4 4 自感電動勢自感電動勢 7 7 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 8 8 例題講練例題講練 9 9 優(yōu)優(yōu) 化化 練練 習(xí)習(xí) 1 1 產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是什么？產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是什么？ 2 2 在圖在圖-1-1接通，接通，b b線圈會不會產(chǎn)生線圈會不會產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢？為什么感應(yīng)電動勢？為什么? ? 3 3 在圖在圖-2-2中接通，線圈會不會產(chǎn)生中接通，線圈會不會產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢？為什么感應(yīng)電動勢？為什么? ? 這種由于導(dǎo)體自身的電流變化這種由于導(dǎo)體自

2、身的電流變化 所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種 特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 a a 圖圖22 s s a a b b 圖圖11 s s 為什么燈 為什么燈 立即亮 立即亮 燈 燈 要 要 過會兒亮呢過會兒亮呢 a a b b , , ? ? 通電自感通電自感 再看一遍再看一遍現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析 為什么燈 為什么燈 立即亮 立即亮 燈 燈 要 要 過會兒亮呢過會兒亮呢 a a b b , , ? ? 通電自感通電自感 現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析 a a b b 分析分析b b燈燈 s接通接通穿過線圈的電流穿過線圈的電流i i 增大增大 穿過線圈的磁通量增大穿過線圈的磁通量增大

3、線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 b燈逐漸亮燈逐漸亮 流過流過a、b燈的電流隨時間怎樣變化？燈的電流隨時間怎樣變化？ 阻礙電流增大阻礙電流增大 ？ ？ ？ ？ 分析分析b b燈燈 i ia a i ib b i i t t a a b b a a b b 線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢只是線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢只是阻阻 礙礙了原電流的的變化，而非了原電流的的變化，而非阻止阻止， 所以雖延緩了電流變化的進程，所以雖延緩了電流變化的進程， 但最終電流仍然達到最大值，但最終電流仍然達到最大值，b b最最 終會正常發(fā)光。終會正常發(fā)光。 為什么燈不是立即熄滅，而 為什么燈不是立即熄滅，而 要閃亮一下才熄滅要

4、閃亮一下才熄滅. . 斷電自感斷電自感 再看一遍再看一遍現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析 為什么燈不是立即熄滅，而 為什么燈不是立即熄滅，而 要閃亮一下才熄滅要閃亮一下才熄滅 斷電自感斷電自感 現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析 通過線圈的電流通過線圈的電流i i 減小減小 穿過圈的磁通量減小穿過圈的磁通量減小 線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 燈逐漸熄滅燈逐漸熄滅流減小流減?。ㄑa償）（補償） s斷開斷開 ？ ？ ？ ？ 1 感應(yīng)電流方向如何？感應(yīng)電流方向如何？ 2 原電流方向如何？原電流方向如何？ o o t t i i 3 通過燈的電流怎樣變化？通過燈的電流怎樣變化？ 阻礙電阻礙電 1 通電自感：電流通過線圈時，線圈產(chǎn)

5、生磁場，線圈因通電自感：電流通過線圈時，線圈產(chǎn)生磁場，線圈因 此具有磁場能，即剛通電時，電能首先要轉(zhuǎn)化為線圈磁場能，此具有磁場能，即剛通電時，電能首先要轉(zhuǎn)化為線圈磁場能， 再才轉(zhuǎn)化為再才轉(zhuǎn)化為b燈的電能，故燈的電能，故b燈過一會兒才亮。燈過一會兒才亮。 a a b b 2 斷電自感：斷電自感：s斷開前，線圈中有電流，則線圈中有磁斷開前，線圈中有電流，則線圈中有磁 場能，場能，s斷開后，線圈存有的磁場能通過燈釋放出來，使燈斷開后，線圈存有的磁場能通過燈釋放出來，使燈 延遲熄滅。延遲熄滅。 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生 的電動勢叫自感電動的電動勢叫自感電動 勢，用勢，用e e表示。表示。 總是

6、阻礙電流總是阻礙電流 的變化，即延的變化，即延 緩電流變化。緩電流變化。 自感電動勢的方向自感電動勢的方向 結(jié)論結(jié)論 增增 反反 減減 同同 導(dǎo)體電流增加時，阻礙電流增加，此時導(dǎo)體電流增加時，阻礙電流增加，此時 自感電動勢方向與原電動勢（原電流）方自感電動勢方向與原電動勢（原電流）方 向相反；導(dǎo)體電流減小時阻礙電流減小，向相反；導(dǎo)體電流減小時阻礙電流減小， 此時自感電動勢方向與原電動勢（原電流）此時自感電動勢方向與原電動勢（原電流） 方向相同方向相同 結(jié)論結(jié)論 與電流的變化率成正比與電流的變化率成正比 e=le=l t i 自感系數(shù)自感系數(shù)l l 公式公式e=e=l l 中的比例恒量中的比例恒

7、量l l叫叫 自感系數(shù)自感系數(shù), ,簡稱簡稱“自感自感”或或 “電感電感” t i 自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)決定，與自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)決定，與 線圈是否通電無關(guān)。線圈是否通電無關(guān)。 它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無 鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度 的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就 越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有 鐵芯時要大得多。鐵芯時要大得多。 特特 別別 提提 醒醒 在國際單位制中是在國際單位制中是亨利亨利，簡稱，簡稱亨亨，符，符 號是號是h

8、h。 常用的單位還有常用的單位還有豪亨（豪亨（mhmh) )和和微亨微亨 （hh） 1h=101h=103 3 mhmh=10=106 6 hh 如果通過線圈的電流在如果通過線圈的電流在1 1秒內(nèi)改變秒內(nèi)改變1 1安培時，產(chǎn)生的電動安培時，產(chǎn)生的電動 勢是勢是1 1伏特，這個線圈的自感系數(shù)就是伏特，這個線圈的自感系數(shù)就是1 1亨利。亨利。 1 1 應(yīng)用：應(yīng)用： 在交流電路中、在各種用電設(shè)備在交流電路中、在各種用電設(shè)備 和無線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。如日光燈和無線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。如日光燈 的鎮(zhèn)流器，的鎮(zhèn)流器，lclc振蕩電路等。振蕩電路等。 2 2 防治：防治：在切斷自感系數(shù)很大、電流很

9、強的在切斷自感系數(shù)很大、電流很強的 電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動勢，形成電弧，電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動勢，形成電弧， 在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)。在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)。 實例實例 如圖所示，由于兩如圖所示，由于兩 根平行導(dǎo)線中的電流方根平行導(dǎo)線中的電流方 向相反，它們的磁場可向相反，它們的磁場可 以互相抵消，從而可以以互相抵消，從而可以 使自感現(xiàn)象的影響減弱使自感現(xiàn)象的影響減弱 到可以忽略的程度。到可以忽略的程度。 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 自感電動勢自感電動勢e e 作用：總是阻礙電流變化作用：總是阻礙電流變化 自感系數(shù)自感系數(shù)l l 影響因素影響因素: :線圈的形狀、長短、線圈的形狀、長

10、短、 匝數(shù)、有無鐵芯等匝數(shù)、有無鐵芯等 單位：亨、毫亨、微亨單位：亨、毫亨、微亨 自感現(xiàn)象的防治和利用自感現(xiàn)象的防治和利用 大小大小:e=l:e=li/i/tt 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 例題例題1 1 如圖所示，如圖所示，l l為一個純電感線圈（直流電阻為零），為一個純電感線圈（直流電阻為零），a a為一個燈泡，下列說為一個燈泡，下列說 法正確的是：（法正確的是：（ ） a a開關(guān)開關(guān)s s接通瞬間無電流通過燈泡接通瞬間無電流通過燈泡 b b開關(guān)開關(guān)s s接通后，電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡接通后，電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡 c c開關(guān)開關(guān)s s斷開瞬間無電流通過燈泡斷開瞬間無電流通過燈泡 d d開關(guān)

11、開關(guān)s s接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a a到到b b的電流，的電流， 而在開關(guān)而在開關(guān)s s斷開瞬間，燈泡中有從斷開瞬間，燈泡中有從b b到到a a的電流的電流 l l a a b b a a l l a a b b 再看一遍再看一遍返回題目返回題目 l l a a b b 返回題目返回題目 例題例題1 1 如圖所示，如圖所示，l l為一個純電感線圈（直流電阻為零），為一個純電感線圈（直流電阻為零），a a為一個燈泡，下列說為一個燈泡，下列說 法正確的是：（法正確的是：（ ） a a開關(guān)開關(guān)s s接通瞬間無電流通過燈泡接通瞬間無電流通過燈泡 b b開關(guān)開關(guān)s

12、s接通后，電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡接通后，電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡 c c開關(guān)開關(guān)s s斷開瞬間無電流通過燈泡斷開瞬間無電流通過燈泡 d d開關(guān)開關(guān)s s接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a a到到b b的電流，的電流， 而在開關(guān)而在開關(guān)s s斷開瞬間，燈泡中有從斷開瞬間，燈泡中有從b b到到a a的電流的電流 l l a a b b b b 如圖所示，線圈的直流電阻為如圖所示，線圈的直流電阻為1010, ,燈泡電阻燈泡電阻 r=20r=20 , ,線圈的自感系數(shù)很大線圈的自感系數(shù)很大, ,電源的電動勢電源的電動勢6v6v，內(nèi)，內(nèi) 阻不計阻不計, ,則在閉合則在閉

13、合s s的瞬間，通過的瞬間，通過l l的電流為的電流為 a,a, 通過燈的電流為通過燈的電流為 a;sa;s閉合后電路中的電流穩(wěn)閉合后電路中的電流穩(wěn) 定時斷開定時斷開s s的瞬間的瞬間, ,通過燈的電流為通過燈的電流為 a a，方向，方向 與原電流方向與原電流方向 。 例題例題2 2 l 、燈泡亮暗程度如何變化？、燈泡亮暗程度如何變化？ 、若燈炮的電阻、若燈炮的電阻，燈的，燈的 亮暗程度如何亮暗程度如何變化變化？ 3、燈在什么條件下會閃亮一下？、燈在什么條件下會閃亮一下？ 0 0.3 0.6 相反相反 i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 a a i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 b b t t i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t t1 1 c c i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 d d s s i i1 1 i i2 2 a a l l 如右圖所示電路中如右圖所示電路中, ,s s閉合時閉合時,