人教版高中物理選修（3-2）-4.6《互感和自感》參考課件

1、GP線圈線圈L L1 1線圈線圈L L2 2滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器P滑動(dòng)時(shí)：線圈滑動(dòng)時(shí)：線圈2中是否有感中是否有感應(yīng)電流？應(yīng)電流？一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1 1、 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為稱為互感電動(dòng)勢(shì)?；ジ须妱?dòng)勢(shì)。2 2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象

2、制成的。就是利用互感現(xiàn)象制成的。 問(wèn)題情景：?jiǎn)栴}情景：如圖斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)瞬間，如圖斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)瞬間，CDCD中會(huì)有感應(yīng)中會(huì)有感應(yīng)電流嗎？這是互感嗎？電流嗎？這是互感嗎？ABSGCDI3、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間兩個(gè)線圈之間,而且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互而且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。靠近的電路之間。GP線圈線圈L L1 1線圈線圈L L2 2滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器P滑動(dòng)時(shí)：線圈滑動(dòng)時(shí)：線圈2中產(chǎn)生感應(yīng)中產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)線圈線圈1中是否也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？中是否也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象1、由于導(dǎo)體由于導(dǎo)體

3、本身的電流本身的電流發(fā)生變化而發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。(“自我感應(yīng)自我感應(yīng)”)2、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)自感電動(dòng)勢(shì)勢(shì)。開(kāi)關(guān)閉合現(xiàn)象開(kāi)關(guān)閉合現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)一：通電自感實(shí)驗(yàn)一：通電自感現(xiàn)象：現(xiàn)象：在閉合開(kāi)關(guān)瞬間，在閉合開(kāi)關(guān)瞬間，燈燈A2立刻正常發(fā)光，立刻正常發(fā)光，A1卻比卻比A2遲一段時(shí)間才正常發(fā)光。遲一段時(shí)間才正常發(fā)光。原因：原因：由于線圈自身的磁通量增加而產(chǎn)生了自感電由于線圈自身的磁通量增加而產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總要?jiǎng)觿?shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總要阻礙阻礙引起磁通量變化的原因，引起磁通量變化的原因，即阻礙線圈中電流的增

4、加，因此自感電流的方向與原即阻礙線圈中電流的增加，因此自感電流的方向與原電流方向電流方向相反相反。故通過(guò)。故通過(guò)A1的電流不能立即增大，的電流不能立即增大，A1的的亮度只能慢慢增加，最終與亮度只能慢慢增加，最終與A2相同。相同。結(jié)論結(jié)論1:自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)的作用的作用 “ 阻礙阻礙”原電流的增加，但最終沒(méi)原電流的增加，但最終沒(méi)有有“阻止阻止”其增加其增加開(kāi)關(guān)斷開(kāi)現(xiàn)象開(kāi)關(guān)斷開(kāi)現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)二：斷電自感實(shí)驗(yàn)二：斷電自感斷電前斷電后結(jié)論結(jié)論2:自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)的作用的作用 “ 阻礙阻礙”原電流的減少，但最終原電流的減少，但最終沒(méi)有沒(méi)有“阻止阻止”其減少其減少三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1 1、自感電

5、動(dòng)勢(shì)的大?。号c電流的變化率成正比、自感電動(dòng)勢(shì)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(jiǎn)稱自感或電感簡(jiǎn)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(jiǎn)稱亨，符號(hào)是，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)是 H H。 常用單位：常用單位：毫亨（毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） IELt 實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大系數(shù)越大。另外，。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多有鐵芯時(shí)大得多。3 3、自感、自感物理意義物理

6、意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：四、磁場(chǎng)的能量四、磁場(chǎng)的能量 問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。論。 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能。成電

7、能。一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象1、由于導(dǎo)體由于導(dǎo)體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。1.當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感互感。2.應(yīng)用：變壓器、磁性天線應(yīng)用：變壓器、磁性天線2、 通電自感通電自感 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙阻礙自身電流的自身電流的增大增大 斷電自感斷電自感 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙阻礙自身電流的自身電流的減小減小三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1、自感電動(dòng)勢(shì)的大小：、自感電動(dòng)勢(shì)的

8、大?。篒ELt2、自感系數(shù)、自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)小結(jié)小結(jié)例例1.實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的的電流隨時(shí)間變化的圖像為圖像為 _圖；通過(guò)燈泡圖；通過(guò)燈泡A2的電的電流隨時(shí)間變化的圖像為流隨時(shí)間變化的圖像為_(kāi)圖。圖。ItItItItA B C DCA課堂例題例例2.在實(shí)驗(yàn)二中，若線圈在實(shí)驗(yàn)二中，若線圈L的電阻的電阻RL與燈泡與燈泡A的電阻的電阻RA相等，則電鍵斷開(kāi)前后通過(guò)線相等，則電鍵斷開(kāi)前后通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為_(kāi)圖，通過(guò)圖，通過(guò)燈泡

9、的電流隨時(shí)間的變化圖像為燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為_(kāi)圖；圖；若若RL遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于RA，則電鍵斷開(kāi)前后通過(guò)線圈的電流隨時(shí)，則電鍵斷開(kāi)前后通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為間的變化圖像為_(kāi)圖，通過(guò)燈泡的電流圖像為圖，通過(guò)燈泡的電流圖像為_(kāi)圖。圖。A B C DItItItItACBD課堂例題學(xué)以致用：學(xué)以致用：例例1：關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（：關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（ ）A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù)、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù) 一定較大一定較大C、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的、對(duì)

10、于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的 自感系數(shù)較大自感系數(shù)較大D、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的 自感電動(dòng)勢(shì)也較大自感電動(dòng)勢(shì)也較大D 例例2 2、如圖所示，、如圖所示，L L為自感系數(shù)較大的為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開(kāi)電鍵的瞬間會(huì)有當(dāng)斷開(kāi)電鍵的瞬間會(huì)有A A 、 燈燈A A立即熄滅立即熄滅 B B 、 燈燈A A慢慢熄滅慢慢熄滅C C 、 燈燈A A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D D 、 燈燈A A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA02EIR例例3.

11、3.如圖所示，兩個(gè)電阻均為如圖所示，兩個(gè)電阻均為R R，電感，電感線圈線圈L L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，S S原來(lái)斷開(kāi)，電路中電流原來(lái)斷開(kāi)，電路中電流 ，現(xiàn)將現(xiàn)將S S閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是（此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是（ ）0I0I02IA.使電路的電流減小，最后使電路的電流減小，最后 減小為零減小為零B.有阻礙電流增大的作用，最后電流小于有阻礙電流增大的作用，最后電流小于C.有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)橛凶璧K電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)镈例例4：如圖所示，電路甲、乙中，電阻：如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈和自感線圈L的的電阻值都很小，接通電阻值都很小，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，