自感和互感課件.

1、特殊的電磁感應現(xiàn)象特殊的電磁感應現(xiàn)象第一課時第一課時問題：問題： 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有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用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應電動勢呢？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(chǎn)生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)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?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢，稱為的感應電動勢，稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。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

2、僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間之間,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(shù)和電子技術(shù)中有廣泛工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應用。的應用。 知識小結(jié)知識小結(jié)二、自感現(xiàn)象1、定義：由于導體由于導體( (主要指線圈主要指線圈）本身的電流本身的電流發(fā)發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象，叫生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。2 2、自感電動勢：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫、自感電動勢：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自

3、自感電動勢感電動勢。3 3、分類：通電自感和斷電自感、分類：通電自感和斷電自感 L A1R A2 S R1ALS實驗一實驗一：2、再調(diào)節(jié)變阻器再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個燈泡都正常發(fā)光。使兩個燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關(guān)然后斷開開關(guān)S。1、先合上開關(guān)先合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器，調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的的電阻，使同樣規(guī)格的兩個燈泡兩個燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1研究通電自感現(xiàn)象研究通電自感現(xiàn)象觀察：重新接通電路時，觀察：重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況。兩個燈泡亮度變化情況。燈泡燈泡A A2 2立刻正常發(fā)光立刻正常發(fā)光，跟線圈，跟線圈L L

4、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?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：問題：與線圈相連的燈泡為什么問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？要過一會才亮？解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈大，穿過線圈L的磁通量也隨著增大，因而的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會產(chǎn)生感應電動勢，這個感應電線圈中必然會產(chǎn)生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過A1的的電流只能逐漸增大，燈泡電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來。只能逐漸亮起來。 L A1R A2 S R1通電自感時自感電動勢的作用通電自感時自感

5、電動勢的作用：阻礙導：阻礙導體中原來的電流增加。體中原來的電流增加。 注意：注意： “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變原來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。自慢了，即對電流的變化起延遲作用。自感電動勢越大，延遲時間越長感電動勢越大，延遲時間越長 L A1R A2 S R1課堂訓練課堂訓練1、實驗一中，當電鍵閉合后，實驗一中，當電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A1的電流隨時間變化的電流隨時間變化的圖像為的圖像為 圖；通過燈泡圖；通過燈泡A2的的電流隨時間變化的圖像為電流隨時間變化的圖像為 圖。圖。ItItItIt A B C D

6、CA L A1R A2 S R11、把燈泡、把燈泡A和帶和帶鐵芯鐵芯 的線圈的線圈L并聯(lián)在直流電路中。并聯(lián)在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。ALS斷電自感現(xiàn)象斷電自感現(xiàn)象實驗二實驗二：RA RL時時斷開電路后，燈泡斷開電路后，燈泡過一會兒才熄滅，且熄滅前比原來比原來更亮一下。RA RL時時斷開電路后，燈泡燈泡過一會兒才熄滅，但不會熄滅前比原來比原來更亮一下。觀察：當電路斷開時，燈泡觀察：當電路斷開時，燈泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況。ALSRLRAILIA對燈泡熄滅前比原來更亮的分析對燈泡熄滅前比原來更亮的分析:線圈電阻比燈泡電阻小

7、。電路閉合穩(wěn)定后，通過燈線圈電阻比燈泡電阻小。電路閉合穩(wěn)定后，通過燈泡支路的電流強度泡支路的電流強度IA 小于通過線圈支路的電流強度小于通過線圈支路的電流強度IL，電路斷開后，通過燈泡支路的電流強度，電路斷開后，通過燈泡支路的電流強度IA/等于等于通過線圈支路的電流強度通過線圈支路的電流強度IL/，據(jù)楞次定律，由于線，據(jù)楞次定律，由于線圈的自感作用阻礙電流圈的自感作用阻礙電流IL的減小，短時間內(nèi)的減小，短時間內(nèi)IA/IL/ IA, 所以，燈泡熄滅前比原來更亮一下。所以，燈泡熄滅前比原來更亮一下。 斷電自感時自感電動勢的作用：斷電自感時自感電動勢的作用：阻礙導體阻礙導體中原來的電流減小。中原來的

8、電流減小。ALSRLRAILIAIA/IL/X思考與討論思考與討論應使應使L的直流電阻遠小于燈泡的電阻的直流電阻遠小于燈泡的電阻1 1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，使電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，燈泡電路達到穩(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將漸變暗將漸變暗在在電路（電路（a）中，斷開）中，斷開S，D將先變得更亮，將先變得更亮，然后漸漸變暗然后漸漸變暗在電路（在電路（b）中，斷開）中，斷開S，D將漸變暗將漸變暗在電路（在電路（b）中，斷開）中，斷開S，D將先變得更亮，然后

9、漸漸變暗將先變得更亮，然后漸漸變暗A A B C D 課堂訓練課堂訓練D2 2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為零點在表盤中央的相同的電流表，當開關(guān)為零點在表盤中央的相同的電流表，當開關(guān)S S閉合時，閉合時，電流表電流表G G1 1指針偏向右方，那么當開關(guān)指針偏向右方，那么當開關(guān)S S斷開時，將出現(xiàn)斷開時，將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（的現(xiàn)象是（ ）A AG G1 1和和G G2 2指針都立刻回到零點指針都立刻回到零點B BG G1 1指針立刻回到零點，指針立刻回到零點，而而G G2 2指針緩慢地回到零點指針緩慢地回到零點C CG G

10、1 1指針立刻回到零點，而指針立刻回到零點，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立即偏向左方，然后緩慢地回到零點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，而地回到零點，而G G2 2指針緩慢地回到零點指針緩慢地回到零點D G1G2課堂訓練課堂訓練三、自感系數(shù)三、自感系數(shù)1 1、自感電動勢的大小：與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，

11、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，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。3 3、自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力、自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力變壓器、電動機等器材都有很大的線圈，變壓器、電動機等器材都有很大的線圈，當電路中的開關(guān)斷開時，會產(chǎn)生很大的自當電路中的開關(guān)斷開時，會產(chǎn)生很大的自感電動勢，使得開關(guān)的金屬片之間產(chǎn)生電感電

12、動勢，使得開關(guān)的金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點，甚至引起人身傷害?；鸹?，燒蝕接觸點，甚至引起人身傷害。 因此，電動因此，電動機等大功率用電機等大功率用電器的開關(guān)應該裝器的開關(guān)應該裝在金屬殼中。最在金屬殼中。最好使用油浸開關(guān)，好使用油浸開關(guān)，即把開關(guān)的接觸即把開關(guān)的接觸點浸在絕緣油點浸在絕緣油中，中，避免出現(xiàn)電火花避免出現(xiàn)電火花四、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(guān)斷問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至會開后，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論。比原來更亮？試從能量的角度加以討論。 開關(guān)閉合時線圈

13、中有電流，電流開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)斷開時，線圈作用相當于電源，把磁斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。 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(guān)由斷開到合上時，觀察到的自當開關(guān)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 R

14、12、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D

15、1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. 接通時接通時D2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D1后滅后滅D1 D2SL RA 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

16、熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA小結(jié)：小結(jié)：1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為應電動勢的現(xiàn)象，稱為互感互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應。互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應電動勢，稱為電動勢，稱為互感電動勢互感電動勢。2、由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)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(chǎn)生的電動勢叫、自感現(xiàn)象中產(chǎn)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：）自感電動勢的作用：阻礙阻礙導體中原來的電流變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)及有無鐵：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無鐵芯有關(guān)芯有關(guān)5 5、磁場具有、磁場具有能量能量IELt作業(yè)：（課后練習作業(yè)：（課后練習P28 2 2、3 3）課后找個日光燈