高物理互感與自感2

1、4.6 4.6 互感和自感互感和自感 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為感應電動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感。互感現(xiàn)象中產生?；ジ鞋F(xiàn)象中產生的感應電動勢，稱為的感應電動勢，稱為互感電動勢。互感電動勢。2 2、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個

2、線圈之間之間,且可發(fā)生于且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路任何兩個相互靠近的電路之間之間.3 3、利用互感現(xiàn)象，可以把能、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此，互感現(xiàn)象在電線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術和電子技術中有廣泛工技術和電子技術中有廣泛的應用。的應用。 二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象1、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫磁感應現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。2 2、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。 自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電自感電動勢的作用：阻礙導體中原來

3、的電流變化。流變化。 注意：注意： “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。對電流的變化起延遲作用。演示實驗演示實驗1 a a1 1、a a2 2是規(guī)格完全一樣的燈泡。是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵閉合電鍵s s，調節(jié)變阻器，調節(jié)變阻器r r，使，使a a1 1、a a2 2亮度相同，再調節(jié)亮度相同，再調節(jié)r r1 1，使兩燈正，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關常發(fā)光，然后斷開開關s s。重新閉。重新閉合合s s，觀察到什么現(xiàn)象？，觀察到什么現(xiàn)象？ 燈泡燈泡a a2 2立刻正常發(fā)光立

4、刻正常發(fā)光，跟線圈，跟線圈l l串聯(lián)的燈泡串聯(lián)的燈泡a a1 1逐漸亮起來逐漸亮起來。電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈l l的的磁通量逐漸增加，磁通量逐漸增加，l l中產生的感應電動勢的方向中產生的感應電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙與原來的電流方向相反，阻礙l l中電流增加，即中電流增加，即推遲了電流達到正常值的時間。推遲了電流達到正常值的時間?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：分析：分析：演示實驗演示實驗2 2 接通電路，待燈泡接通電路，待燈泡a a正常正常發(fā)光。然后斷開電路，觀察發(fā)光。然后斷開電路，觀察到什么現(xiàn)象？到什么現(xiàn)象？s s斷開時，斷開時，a a 燈突

5、然閃亮一下才熄滅。燈突然閃亮一下才熄滅。現(xiàn)象：現(xiàn)象：三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1 1、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比2 2、自感系數(shù)、自感系數(shù) l l簡稱自感或電感簡稱自感或電感（1 1）決定線圈自感系數(shù)的因素：）決定線圈自感系數(shù)的因素： （2 2）自感系數(shù)的單位：）自感系數(shù)的單位：亨利亨利，簡稱亨，符號是，簡稱亨，符號是 h h。 常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（m hm h） 微亨（微亨（h h） ielt 實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比系數(shù)越大。另外，

6、帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。沒有鐵芯時大得多。四、磁場的能量四、磁場的能量 問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至會比原來更亮？試從能量的角度加以討至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。論。 開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。成電能。 閱讀教材最后一段閱讀教材最后一段p p2828，回答

7、問題：，回答問題：1 1、線圈能夠體現(xiàn)電的、線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性慣性”，應該怎樣理，應該怎樣理解？解？2 2、電的、電的“慣性慣性”大小與什么有關？大小與什么有關？ 當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零為零 電的電的“慣性慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù)大小決定于線圈的自感系數(shù) 小結小結1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為感應電動勢的

8、現(xiàn)象，稱為互感互感。互感現(xiàn)象產生的?；ジ鞋F(xiàn)象產生的感應電動勢，稱為感應電動勢，稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。2、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。3 3、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。（1 1）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化?；?。（2 2）自感電動勢大?。海┳愿须妱觿荽笮。? 4、自感系數(shù)、自感系數(shù)l l：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無鐵心有關鐵心有關5 5、磁場具有能量、磁場具有能量i

9、elt課堂訓練課堂訓練 課堂訓練課堂訓練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，l是電感線圈，是電感線圈，a1、a2是規(guī)格相同的是規(guī)格相同的燈泡，燈泡，r的阻值與的阻值與l的直流電阻值相同。的直流電阻值相同。當開關由斷開到合上時，觀察到的自當開關由斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達到先亮，最后達到同樣亮。同樣亮。 a2 a1 l a1r a2 s r12、上圖中，電阻、上圖中，電阻r的電阻值和電感的電阻值和電感l(wèi)的自感系數(shù)都很的自感系數(shù)都很大，但大，但l的直流電阻值很小，的直流電阻值很小，a1、a2是兩個規(guī)格相同是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當

10、電鍵的燈泡。則當電鍵s閉合瞬間，閉合瞬間， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 a1a2a2a1 課堂訓練課堂訓練3、如圖所示的電路中，、如圖所示的電路中，d1和和d2是是兩個相同的小燈泡，兩個相同的小燈泡，l是一個自感是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其阻值與系數(shù)相當大的線圈，其阻值與r相相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡同。在電鍵接通和斷開時，燈泡d1和和d2亮暗的順序是亮暗的順序是a. 接通時接通時d1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時d1后滅后滅b. 接通時接通時d2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時d2后滅后滅c. 接通時接通時d1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時d2后滅后滅d. 接通時接

11、通時d2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時d1后滅后滅d1 d2l rsa 課堂訓練課堂訓練 4、如圖所示，、如圖所示，l為自感系數(shù)較大的線為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當斷開電鍵的瞬間會有斷開電鍵的瞬間會有a . 燈燈a立即熄滅立即熄滅 b . 燈燈a慢慢熄滅慢慢熄滅c . 燈燈a突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅d . 燈燈a突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅l aa電學實驗器材選用原則電學實驗器材選用原則指選用的實驗器件要能保證實驗的正常進行。指選用的實驗器件要能保證實驗的正常進行。如如-線路中的限流電阻必須滿足要求，線

12、路中的限流電阻必須滿足要求，確保電流不能超過允許值；確保電流不能超過允許值；通過安培表的電流或加在伏特表上的電壓均不通過安培表的電流或加在伏特表上的電壓均不能超過它們的使用量程；能超過它們的使用量程；通過電源、滑動變阻器的電流不能超過額定值。通過電源、滑動變阻器的電流不能超過額定值。所有的器件都必須符合實驗要求。所有的器件都必須符合實驗要求。 1、可行、可行,即夠用即夠用是指選用的實驗器件要考慮盡可能減小實驗是指選用的實驗器件要考慮盡可能減小實驗誤差。誤差。如如-如果實驗原理不考慮電源和安培表的如果實驗原理不考慮電源和安培表的內阻及伏特表的分流作用時，就必須選用內內阻及伏特表的分流作用時，就必須選用內阻小的電源和安培表及內阻大的伏特表；阻小的電源和安培表及內阻大的伏特表；2、精確、精確 安培表、伏特表在使用時，要用盡可能使指針安培表、伏特表在使用時，要用盡可能使指針接近滿刻度的量程接近滿刻度的量程，因為這樣可以減小讀數(shù)的，因為這樣可以減小讀數(shù)的誤差；誤差；使用歐姆表時宜選用使指針盡可能指在使用歐姆表時宜選用使指針盡可能指在中間刻中間刻度附近度附近的倍率檔位；因為高阻值區(qū)的刻度較密，的倍率檔位；因為高阻值區(qū)的刻度較密，電阻值不易讀準，誤差大，而接近零歐姆處雖電阻值不易讀準，誤差大，而接近零歐姆處雖然刻度較稀，讀數(shù)誤差小，但乘上相應的大倍然刻度較稀