自感和互感ppt課件

1、4.6 4.6 自感和互感自感和互感回路一回路一回路二回路二1 1、定義：、定義：發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間或兩個互相靠發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間或兩個互相靠 近的電路之間的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。近的電路之間的電磁感應(yīng)現(xiàn)象?！綨OTICENOTICE】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線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。 一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象【互感電動勢】【互感電動勢】這種由互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。這種由互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。2 2互感的應(yīng)用和防止

2、互感的應(yīng)用和防止應(yīng)用：應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的變壓器、收音機(jī)的“磁性天線磁性天線”就是利用互感現(xiàn)象制成。利用互感現(xiàn)象把就是利用互感現(xiàn)象制成。利用互感現(xiàn)象把廣播電臺的信號從一個線圈傳送到另一個線圈廣播電臺的信號從一個線圈傳送到另一個線圈 防止：防止：在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象 有時(shí)會影響電路正常工作。有時(shí)會影響電路正常工作。 【實(shí)驗(yàn)探究一】【實(shí)驗(yàn)探究一】如圖所示電路，先閉合開關(guān)如圖所示電路，先閉合開關(guān)S S調(diào)調(diào)節(jié)變阻器節(jié)變阻器R R，使同樣規(guī)格的兩個，使同樣規(guī)格的兩個燈泡燈泡A1A1和和A2A2的明亮程度相同，的明亮程度相同，再調(diào)節(jié)變阻器再調(diào)節(jié)變阻器R1R1使

3、兩個燈都正常使兩個燈都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)發(fā)光，然后斷開開關(guān)S S，注意觀察：，注意觀察：重新閉合開關(guān)重新閉合開關(guān)S S的瞬間，兩個燈泡的瞬間，兩個燈泡會有什么現(xiàn)象呢？會有什么現(xiàn)象呢？ 二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象現(xiàn)象：現(xiàn)象：重新接通電路的瞬間，重新接通電路的瞬間， 和滑動變阻器串聯(lián)的燈泡和滑動變阻器串聯(lián)的燈泡A A2 2立刻正常發(fā)光，立刻正常發(fā)光， 和線圈和線圈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。 【實(shí)驗(yàn)探究二】【實(shí)驗(yàn)探究二】 如圖所示電路，閉合開關(guān)如圖所示電路，閉合開關(guān)S S，燈泡正常發(fā)光，注意觀察：，燈泡正常發(fā)光，注意觀察：斷斷開開關(guān)開開關(guān)S S瞬間，燈泡會有什么

4、現(xiàn)象呢？瞬間，燈泡會有什么現(xiàn)象呢？ 現(xiàn)象：斷開電路的瞬間，燈泡會現(xiàn)象：斷開電路的瞬間，燈泡會更亮更亮一下才逐漸熄滅一下才逐漸熄滅討論：討論：在如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)在如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，斷開瞬間，燈泡燈泡A會更亮?xí)烈幌碌臈l件一下的條件是什么？是什么？二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象1 1、定義、定義 ：由于由于導(dǎo)體本身的電流導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感而產(chǎn)生的電磁感 應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。有通電自感和斷電自感兩種應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。有通電自感和斷電自感兩種3 3、自感電動勢、自感電動勢：（1 1）定義：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。）定義：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)

5、電動勢叫自感電動勢。【NOTICENOTICE】是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循楞次定律和法拉第是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律2 2產(chǎn)生原因（條件）：產(chǎn)生原因（條件）：導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化(2) (:)IELLt計(jì)計(jì)算算公公式式：自自感感系系數(shù)數(shù)3 3、作用、作用 ：阻礙電流的變化阻礙電流的變化原電流原電流增增大時(shí)：感應(yīng)電流與之大時(shí)：感應(yīng)電流與之反反向向原電流原電流減減小時(shí)：感應(yīng)電流與之小時(shí)：感應(yīng)電流與之同同向向4 4、自感系數(shù)、自感系數(shù)L L（1 1）物理意義）物理意義 ：阻描述線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量阻描述線圈

6、產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量（2 2）決定因素）決定因素線圈的橫截面積線圈的橫截面積S大則大大則大線線 圈圈 的的 長長 度度L大則大大則大線線 圈圈 的的 匝匝 數(shù)數(shù)N有有 無無 鐵鐵 芯芯大則大大則大有則大有則大（3 3）單位：）單位：亨（利）亨（利） 36 11010HmHHHmHH、5 5、應(yīng)用和防止、應(yīng)用和防止（1 1）應(yīng)用：日光燈）應(yīng)用：日光燈【工作原理】【工作原理】開關(guān)開關(guān)S閉合后，由于燈管閉合后，由于燈管中沒有電流通過，電源將中沒有電流通過，電源將220V電壓全電壓全部加在啟動器的兩極間，使啟動器內(nèi)部加在啟動器的兩極間，使啟動器內(nèi)氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量氖氣放電而發(fā)

7、出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使使U行動觸片受熱膨脹，與靜觸片接觸行動觸片受熱膨脹，與靜觸片接觸而使電路接通。電路接通后氖氣停止放而使電路接通。電路接通后氖氣停止放電，電，U行動觸片呢冷卻收縮，使電路自行動觸片呢冷卻收縮，使電路自動斷開，在這一瞬間通過鎮(zhèn)流器的電流動斷開，在這一瞬間通過鎮(zhèn)流器的電流急劇減小，此時(shí)，鎮(zhèn)流器由于自感現(xiàn)象急劇減小，此時(shí)，鎮(zhèn)流器由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生一個與原電流方向同向的自感電動勢，這個自感電動勢與電會產(chǎn)生一個與原電流方向同向的自感電動勢，這個自感電動勢與電源電壓加在一起，源電壓加在一起，形成一個瞬時(shí)高壓形成一個瞬時(shí)高壓，加在燈管兩端，使燈管中氣，加在燈管兩端，使燈管中氣體開始放電

8、，使日光燈管成為電路的通路開始發(fā)光。體開始放電，使日光燈管成為電路的通路開始發(fā)光。 日光燈日光燈正常工作時(shí)正常工作時(shí)，要求加在燈管兩端的電壓小于電源電壓，要求加在燈管兩端的電壓小于電源電壓（只需要（只需要110V左右左右 ）由于日光燈使用的是交變電流，電流大小、方）由于日光燈使用的是交變電流，電流大小、方向不斷變化，使鎮(zhèn)流器線圈中產(chǎn)生自感電動勢，總是阻礙交變電流向不斷變化，使鎮(zhèn)流器線圈中產(chǎn)生自感電動勢，總是阻礙交變電流的變化，這時(shí)鎮(zhèn)流器又起著的變化，這時(shí)鎮(zhèn)流器又起著鎮(zhèn)壓限流鎮(zhèn)壓限流的作用！的作用！（2 2）防止：變壓器和電動機(jī)）防止：變壓器和電動機(jī)變壓器、電動機(jī)等設(shè)備中有匝數(shù)很多變壓器、電動機(jī)

9、等設(shè)備中有匝數(shù)很多的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)斷開時(shí)會產(chǎn)的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)斷開時(shí)會產(chǎn)生很大的自感電動勢，使得開關(guān)中的生很大的自感電動勢，使得開關(guān)中的金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點(diǎn)，金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點(diǎn)，甚至引起人身傷害。因此，電動機(jī)等甚至引起人身傷害。因此，電動機(jī)等大功率用電器的開關(guān)應(yīng)該裝在金屬盒大功率用電器的開關(guān)應(yīng)該裝在金屬盒內(nèi)。最好使用油浸開關(guān)，即把開關(guān)的內(nèi)。最好使用油浸開關(guān)，即把開關(guān)的接觸點(diǎn)浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火接觸點(diǎn)浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火花?；?。6 6、自感現(xiàn)象中的能量問題、自感現(xiàn)象中的能量問題通電自感：通電自感：電場能電場能 磁場能磁場能磁場能磁場能 電場能電場能

10、斷電自感：斷電自感： 楞次定律的第二種表述楞次定律的第二種表述 感感應(yīng)電流的應(yīng)電流的效果效果總要總要反抗反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因原因。 一般用于定性判明感應(yīng)電流所引起的機(jī)械效果。一般用于定性判明感應(yīng)電流所引起的機(jī)械效果。常見的具體情況有四種：1、就磁通量而言，總是阻礙原磁通量的變化 （“增反減同增反減同”）2、就相對運(yùn)動而言，總是阻礙所有導(dǎo)體間的相對運(yùn)動 （“來斥去吸來斥去吸”）3、就閉合導(dǎo)體回路的面積而言，通過改變線圈面積來“反抗” （“増縮減擴(kuò)増縮減擴(kuò)”）4、阻礙原電流的變化（第六節(jié)將學(xué)習(xí)的自感現(xiàn)象） （“增反減同增反減同”）A1 1如圖所示，如圖所示，L L為自感系數(shù)較大的線

11、圈，電路穩(wěn)定后為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S S的瞬間會有（的瞬間會有（ ） 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 練習(xí)練習(xí)1 1：A A 2 2如圖，電阻如圖，電阻R R和自感線圈和自感線圈L L的電阻值相等，接通的電阻值相等，接通S S，使電路達(dá)，使電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，燈泡到穩(wěn)定狀態(tài)，燈泡D D發(fā)光，則（發(fā)光，則（ ）在電路（在電路（a a）中，斷開）中，斷開S S，D D將漸變暗將漸

12、變暗在電路（在電路（a a）中，斷開）中，斷開S S，D D將先變得更亮，然后漸漸變暗將先變得更亮，然后漸漸變暗在電路（在電路（b b）中，斷開）中，斷開S S，D D將漸變暗將漸變暗在電路（在電路（b b）中，斷開）中，斷開S S，D D將先變得更亮，然后漸漸變暗將先變得更亮，然后漸漸變暗A(chǔ) A B B C C D D 練習(xí)練習(xí)2 2：D D練習(xí)練習(xí)3 3：3 3如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，A A1 1和和A A2 2是完全相同的燈泡，線圈是完全相同的燈泡，線圈L L的電阻的電阻可以忽略下列說法中正確的是可以忽略下列說法中正確的是( )( ) A A 合上開關(guān)合上開關(guān)S S接通電路時(shí)

13、，接通電路時(shí)，A A2 2先亮，先亮，A A1 1后亮，最后一樣亮后亮，最后一樣亮 B B 合上開關(guān)合上開關(guān)S S接通電路時(shí)，接通電路時(shí)，A A1 1和和A A2 2始終一樣亮始終一樣亮 C C 斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S切斷電路時(shí)，切斷電路時(shí)，A A2 2立刻熄滅，立刻熄滅，A A1 1過過會兒熄滅會兒熄滅 D D 斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S切斷電路時(shí)，切斷電路時(shí)，A A1 1和和A A2 2都要過一會兒才熄滅都要過一會兒才熄滅ADAD4 4如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，L L為電阻很小的線圈，為電阻很小的線圈，G G1 1和和G G2 2為零點(diǎn)在表盤為零點(diǎn)在表盤中央的相同的電流表，當(dāng)開關(guān)中央

14、的相同的電流表，當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)，電流表閉合時(shí)，電流表G G1 1指針偏向右方，指針偏向右方，那么當(dāng)開關(guān)那么當(dāng)開關(guān)S S斷開時(shí)，將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（斷開時(shí)，將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）A AG G1 1和和G G2 2指針都立刻回到零點(diǎn)指針都立刻回到零點(diǎn)B BG G1 1指針立刻回到零點(diǎn)，而指針立刻回到零點(diǎn)，而G G2 2指針指針 緩慢地回到零點(diǎn)緩慢地回到零點(diǎn)C CG G1 1指針立刻回到零點(diǎn)，而指針立刻回到零點(diǎn)，而G G2 2指針先指針先 立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)D DG G1 1指針先立即偏向左方，然后緩慢指針先立即偏向左方，然后緩慢 地回到零點(diǎn)，而地回到零點(diǎn)

15、，而G G2 2指針緩慢地回到零點(diǎn)指針緩慢地回到零點(diǎn)練習(xí)練習(xí)4 4：D D G1G2練習(xí)練習(xí)5：5 5如圖所示的電路，開關(guān)原先如圖所示的電路，開關(guān)原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時(shí)刻突然斷開開關(guān)一時(shí)刻突然斷開開關(guān)S S，則通過，則通過電阻電阻R R1 1中的電流中的電流I I1 1隨時(shí)間變化的隨時(shí)間變化的圖線可能是圖中的圖線可能是圖中的( )( )REI20D D6 6如如圖所示兩個電阻均為圖所示兩個電阻均為R R，L L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略，的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略，S S原來斷開，電路中電流原來斷開，電路中電流 ，現(xiàn)將，現(xiàn)將S S閉合，于是電路中產(chǎn)閉合，于

16、是電路中產(chǎn)生自感電動勢，此自感電動勢的作用是生自感電動勢，此自感電動勢的作用是( )( )A A 使電路的電流減小，最后由使電路的電流減小，最后由I I0 0減到零減到零B B 有阻礙電流增大的作用，有阻礙電流增大的作用， 最后電流小于最后電流小于I I0 0C C 有阻礙電流增大的作用，有阻礙電流增大的作用， 因而電流總保持不變因而電流總保持不變D D 有阻礙電流增大的作用，有阻礙電流增大的作用， 但電流還是增大，最后變?yōu)榈娏鬟€是增大，最后變?yōu)?I2I0 0練習(xí)練習(xí)6：D D練習(xí)練習(xí)7：7 7、如圖所示：日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、如圖所示：日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器啟動器和燈管組成，在日光燈正常

17、工作啟動器和燈管組成，在日光燈正常工作的情況下（的情況下（ ）A A、鎮(zhèn)流器給日光燈的開始點(diǎn)燃提供、鎮(zhèn)流器給日光燈的開始點(diǎn)燃提供 瞬時(shí)高壓瞬時(shí)高壓B B、燈管正常發(fā)光時(shí)，鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用、燈管正常發(fā)光時(shí)，鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用C C、燈管正常發(fā)光情況下，啟動器內(nèi)的兩個觸片是分離的、燈管正常發(fā)光情況下，啟動器內(nèi)的兩個觸片是分離的D D、日光燈點(diǎn)燃瞬間，燈管兩端電壓大于、日光燈點(diǎn)燃瞬間，燈管兩端電壓大于220V220VABCDABCD7 7如圖所示的四個日光燈的接線圖中，如圖所示的四個日光燈的接線圖中，S S1 1為啟動器，為啟動器，S S2 2為開為開關(guān)，關(guān)，L L為鎮(zhèn)流器，能使日光燈正常

18、發(fā)光的是（為鎮(zhèn)流器，能使日光燈正常發(fā)光的是（ ）練習(xí)練習(xí)8：ACAC S2練習(xí)：練習(xí)：1 1 如圖所示，兩圓環(huán)如圖所示，兩圓環(huán)A A、B B置于同一水平面上，其中置于同一水平面上，其中A A為均勻帶電為均勻帶電絕緣環(huán)，絕緣環(huán)，B B為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)A A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生變化時(shí)，B B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則（ ）A A A A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B B A A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C C A A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D D A A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大BCBC2 2如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒屬棒PQPQ、MNMN