高二物理競(jìng)賽課件：5-3 互感與自感

第5章時(shí)變電磁場(chǎng)互感與自感一互感電動(dòng)勢(shì)互感

在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量

在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量

互感僅與兩個(gè)線圈形狀、大小、匝數(shù)、相對(duì)位置以及周圍的磁介質(zhì)有關(guān)（無鐵磁質(zhì)時(shí)為常量）.注意1）互感系數(shù)（理論可證明）問：下列幾種情況互感是否變化？1）線框平行直導(dǎo)線移動(dòng)；2）線框垂直于直導(dǎo)線移動(dòng)；3）線框繞OC

軸轉(zhuǎn)動(dòng)；4）直導(dǎo)線中電流變化.OC2）互感電動(dòng)勢(shì)

例5.6

半徑為R1的單匝圓線圈Ⅰ垂直放置，它的中垂線上距離為x的位置有另一個(gè)半徑為R2的單匝圓線圈Ⅱ，且R1?R2，小線圈的法線與水平方向的夾角為θ．計(jì)算互感系數(shù).

互感的應(yīng)用（1）變壓器的應(yīng)用；

（2）電流互感器套在電路上，可測(cè)大電流和保護(hù)線路；

（4）感應(yīng)線圈使低壓直流電變?yōu)楦邏好}沖，形成高壓放電，用于點(diǎn)火裝置等;（3）鉗形安培表測(cè)回路中交流電大??；（6）電子線路中的互感是一個(gè)重要的元件.

互感也會(huì)引起有害的干擾，在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須合理布局，并采取有效的屏蔽措施.

（5）電焊機(jī)利用互感產(chǎn)生低壓大電流熔化金屬進(jìn)行焊接.二自感電動(dòng)勢(shì)自感穿過閉合電流回路的磁通量1）自感

若線圈有N

匝，自感

磁通匝數(shù)

無鐵磁質(zhì)時(shí),自感僅與線圈形狀、磁介質(zhì)及

N

有關(guān).注意2）自感電動(dòng)勢(shì)

單位：1

亨利（H）=

1韋伯/安培

（1

Wb/A）3）自感的計(jì)算方法

例5.8

如圖的長(zhǎng)直密繞螺線管,已知,求其自感.（忽略邊緣效應(yīng)）解先設(shè)電流

I

根據(jù)安培環(huán)路定理求得H

B.（一般情況可用下式測(cè)量自感）4）自感的應(yīng)用穩(wěn)流,LC諧振電路,濾波電路,感應(yīng)圈等.磁場(chǎng)的能量當(dāng)開關(guān)S閉合后，回路中的電流要經(jīng)歷一個(gè)從零開始逐漸增大的變化過程，在這個(gè)過程中，電源必須提供能量用來克服自感電動(dòng)勢(shì)而做功，使之轉(zhuǎn)化為載流回路的磁場(chǎng)能量磁場(chǎng)的能量考慮一個(gè)很長(zhǎng)的空心直螺線．當(dāng)螺線管通有電流i時(shí)，管中的磁場(chǎng)近似看作均勻，螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)能量磁場(chǎng)能量密度發(fā)射頻率接收頻率

多普勒效應(yīng)：波源或觀察者相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。明確幾個(gè)概念2接收器接收到的頻率1波源的頻率3波的頻率4波源的速度5接收器的速度6波速1.波源不動(dòng)，觀察者以速度vR相相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)波源速度vS

=0,觀察者向波源運(yùn)動(dòng)的速度為vR(

>0)觀察者接收到的頻率：

觀察者向波源運(yùn)動(dòng)觀察者遠(yuǎn)離波源觀察者相對(duì)波源運(yùn)動(dòng)時(shí)若觀察者接近波源為正，遠(yuǎn)離為負(fù)2.觀察者不動(dòng)，波源相對(duì)介質(zhì)以速度運(yùn)動(dòng)A波源向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者接收到的頻率

3.波源與接收器同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)觀察者接收到的頻率

波源和觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)和均取正值波源和觀察者相背運(yùn)動(dòng)時(shí)和均取負(fù)值波源遠(yuǎn)離觀察者波源相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)若波源接近觀察者為正，遠(yuǎn)離為負(fù).已知空氣中的聲速為的頻率為解：1）車為接收器

例題利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測(cè)車速，固定波源發(fā)出求車速.頻率為的