自感和互感【知識(shí)精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

第二章

電磁感應(yīng)2.4自感和互感人教版（2019）普通高中物理選擇性必修第二冊(cè)同步教學(xué)課件學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是互感現(xiàn)象，理解其中的原理，知道如何利用和防止，會(huì)解釋互感現(xiàn)象。2.知道什么是自感現(xiàn)象，會(huì)分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象。知道其中的能量轉(zhuǎn)化與守恒原理。3.知道自感電動(dòng)勢(shì)和自感系數(shù)的物理意義，會(huì)進(jìn)行計(jì)算和判斷。問(wèn)題情景展示

兩個(gè)線圈A、B之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連，線圈A與手機(jī)（或MP3等）的音頻輸出端連接，線圈B與擴(kuò)音器的輸入端連接。把線圈A插入線圈B時(shí)就能在擴(kuò)音器上聽(tīng)見(jiàn)由手機(jī)輸出的聲音。你能用所學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象？知識(shí)點(diǎn)一：互感現(xiàn)象問(wèn)題你能用所學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象？知識(shí)點(diǎn)一：互感現(xiàn)象1、互感在法拉第的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)線圈之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、互感的應(yīng)用變壓器：傳遞能量收音機(jī)里的“磁性天線”：傳遞信息知識(shí)點(diǎn)一：互感現(xiàn)象3、互感的危害與防止影響因素：形狀、大小、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯、相對(duì)位置等?；ジ鞋F(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感。3、互感的危害與防止影響因素：形狀、大小、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯、相對(duì)位置等。屏蔽電纜屏蔽網(wǎng)線屏蔽罩考點(diǎn)一：互感現(xiàn)象【例題1】如圖甲所示，A、B兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上，A環(huán)中電流iA隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是()A．t1時(shí)刻，兩環(huán)作用力最大B．t2和t3時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引C．t2時(shí)刻兩環(huán)相互吸引，t3時(shí)刻兩環(huán)相互排斥D．t3和t4時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引【解析】

t1時(shí)刻A中電流變化率為零，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量的變化率為零，所以B中感應(yīng)電流為零，故兩環(huán)作用力為零，A錯(cuò)誤；t2和t3時(shí)刻A環(huán)中電流在減小，則B環(huán)中產(chǎn)生與A環(huán)中同向的電流，故相互吸引，B正確，C錯(cuò)誤，t4時(shí)刻A中電流為零，兩環(huán)無(wú)相互作用，D錯(cuò)誤。B知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)觀察兩個(gè)燈泡的發(fā)光情況A1、A2使用規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R

和R1

，使A1、A2亮度相同且正常發(fā)光.

然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象觀察視頻觀看視頻，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象現(xiàn)象：在閉合開(kāi)關(guān)Ｓ瞬間，燈A2立刻正常發(fā)光，A1卻緩慢發(fā)光，比A2遲一會(huì)兒才正常發(fā)光。分析：通過(guò)電感線圈I↑?Φ↑?電動(dòng)勢(shì)，阻礙Φ增加?阻礙線圈中的電流達(dá)到正常值。所以與電感串聯(lián)的A1不會(huì)立刻亮起來(lái)，而是隨著電流的增大逐漸亮起來(lái)。電感B原B感E感分析知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)觀察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡的亮度按圖連接電路。先閉合開(kāi)關(guān)使燈泡發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。注意觀察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡的亮度。演示前思考下列問(wèn)題：1.電源斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)線圈L的電流減小，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用是使線圈L中的電流減小得更快些還是更慢些？2.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈可以看作一個(gè)電源，它能向外供電。由于開(kāi)關(guān)已經(jīng)斷開(kāi)，線圈提供的感應(yīng)電流將沿什么路徑流動(dòng)？知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)觀察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡的亮度按圖連接電路。先閉合開(kāi)關(guān)使燈泡發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。注意觀察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡的亮度。演示前思考下列問(wèn)題：3.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流與原來(lái)通過(guò)它的電流方向是否一致？4.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流是否有可能比原來(lái)的電流更大？為了使實(shí)驗(yàn)的效果更明顯，對(duì)線圈L應(yīng)該有什么要求？知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象觀察視頻觀看視頻，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象分析1.分析：通過(guò)電感線圈I↓?自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙Φ減少?阻礙線圈中的電流減少。2.這個(gè)電流只能通過(guò)A燈形成回路，所以A燈上的電流不是立刻變?yōu)榱恪?.通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流與原來(lái)電流方向相反。4.線圈L中的感應(yīng)電流要從穩(wěn)定時(shí)的值開(kāi)始逐漸減小，所以線圈的直流電阻要小于燈泡的電阻。知識(shí)點(diǎn)二：自感現(xiàn)象電感B原B感E感

1、自感自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。2、自感電動(dòng)勢(shì)：知識(shí)點(diǎn)三：自感系數(shù)觀察視頻觀看視頻，嘗試總結(jié)規(guī)律去掉電感線圈知識(shí)點(diǎn)三：自感系數(shù)1.自感電動(dòng)勢(shì)的大小自感系數(shù)L

越大，E

越大，對(duì)電流阻礙越大考點(diǎn)二：自感現(xiàn)象【例題2】L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個(gè)相同的小燈泡。(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合時(shí)，A、B兩個(gè)燈泡的亮度將如何變化?2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，A、B兩個(gè)燈泡的亮度又將如何變化?（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合時(shí)，兩燈立即有電壓，同時(shí)發(fā)光，由于線圈的電阻很小，B燈被線圈短路，由亮變暗直到不亮；A燈由亮變?yōu)楦痢＃?）當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，A燈沒(méi)有了電壓立即熄滅；線圈中電流減少時(shí)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，給B燈提供短暫的電流使B燈緩慢熄滅。（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合時(shí)，兩燈立即有電壓，同時(shí)發(fā)光，由于線圈的電阻很小，B燈被線圈短路，由亮變暗直到不亮；A燈由亮變?yōu)楦?。考點(diǎn)二：自感現(xiàn)象【變式訓(xùn)練2】(多選)如圖所示，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻可忽略不計(jì)，a、b、c是三個(gè)相同的小燈泡，下列說(shuō)法正確的是(

)A．開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，b、c燈立即變亮，a燈逐漸變亮B．開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，b、c燈亮，a燈不亮C．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，b、c燈立即熄滅，a燈逐漸熄滅D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，c燈立即熄滅，a、b燈逐漸熄滅知識(shí)點(diǎn)三：自感系數(shù)（2）決定因素線圈的圈數(shù)是否有鐵芯線圈的大小線圈的形狀亨利（H）（1）物理意義:（3）單位：甲一條導(dǎo)線彎了幾匝的線圈乙空芯線圈，丙在鐵芯上繞了幾千匝的線圈，甲乙丙2.自感系數(shù)描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量考點(diǎn)三：自感系數(shù)【變式訓(xùn)練3】如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感線圈L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開(kāi)S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是（）B考點(diǎn)三：自感系數(shù)【例4】關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說(shuō)法正確的是(

)A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)就一定越大B．線圈中電流等于零