高级中学高中物理人教版选修32课件：第四章+电磁感应第6节+互感和自感(PPT共28张)

自感现象应用——日光灯工作原理 日光灯结构：
镇流器的结构：
启动器的结构：
日光灯的工作原理
镇流器的作用 1、点燃时产生瞬时高压 2、工作时降压限流
四、磁场的能量
问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后， 灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？ 试从能量的角度加以讨论。
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量 储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源， 把磁场中的能量转化成电能。
与线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大； 带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 （2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。
常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）
自感系数很大有时会产生危害：
电动机等大功率用电 器的开关应该装在金属 壳中。最好使用油浸开 关，即把开关的接触点 浸在绝缘油中，避免断 电感应的高压出现电火 花，甚至击穿空气出现 电弧，导致触电。
电流总是要阻碍原电流的变化。 A1中的感应电流I1从0逐渐增大到 正常值。
R A2
S R1
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
3. 应用：目的是将能量从一个线圈传递到另一线圈。 （1）变压器：利用互感现象的原理制成的。
（2）电子设备的磁性天线：
4.防止：目的是防止电路中原件间的互相影响
互感现象可发生于任何两个相互靠近的电路之间。 在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电 路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
演示1：观察通电瞬间A1、A2的亮度
L A1 R A2
3、断开S，观察A1、A2亮度变化，会 有什么现象？
S R1
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
解析：断开瞬间，通过线圈L的电流减弱，穿过线圈的
磁通量减少，线圈中就要产生感应电动势。此时，电源 虽已断开，但线圈L中的感应电动势相当于新的电源，
由于线圈L和灯泡A1、A2组成了闭合电路，感应电流流 经灯泡A1、A2所在的回路，使得灯泡A1、A2不会逐渐熄
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/192021/11/192021/11/192021/11/19
反馈训练
两个相同的小灯泡，L是一个自感
系数相当大的线圈，其阻值与R相
L
R
同。在电键接通和断开时，灯泡
D1和D2亮暗的顺序是( A )
S
A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C. 接通时D1先达最亮，断开时D2后灭
D. 接通时D2先达最亮，断开时D1后灭
课堂训练
4.如图所示的电路中，电灯A和B与固定电阻的阻值均
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/192021/11/192021/11/1911/19/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/192021/11/19November 19, 2021
，由于L的自感作用，其电流IL不会 立即消失，而是在回路中逐渐减弱
IA
（。1）如果IL﹥IA，即RL﹤RA，则在 灯泡熄灭之前还要闪亮一下；，
t
（2）如果IL≦IA，即RL≧RA，则灯 O 泡会逐渐熄灭，而不会再闪亮一下
。
断电时通过灯泡中的电流随时间变化曲线(图2)
反馈训练
2、如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线
解析：电路接通时，线圈中的电流由零开始增加，穿
过线圈L的磁通量逐渐增加，可知线圈L中要产生感应
电动势。用楞次定律可判定感应电动势的方向与原来
的电流方向相反，阻碍L中电流增加。故通过灯A1的电
流不能立即达到最大值，而是逐渐增强到最大值，即
延迟了电流达到最大值的时间。
L A1
结论：根据“增反减同”，感应
灭。
L A1
结论：根据“增反减同”，感应
电流总是要阻碍原电流的变化。
A1、A2中的感应电流从I1逐渐减
小到0
R A2
S R1
思考与讨论：教材23页
1、电源断开时，通过线圈L的电流减 小，这时会出现感应电动势。感应电 动势的作用是使线圈L中的电流减小得 更快些还是更慢些？
2、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能 向外供电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流 将沿什么途径流动？
后__A__1 比_A__2_亮 。
课堂训练
2、如图所示，L为自感系数较大的
L
A
线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，
当断开电键的瞬间会有( A )
A . 灯A立即熄灭
B . 灯A慢慢熄灭
C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
课堂训练
D1
D2
3、如图所示的电路中，D1和D2是
1、A1、A2选用规格完全相同的灯泡。
2、闭合电键S，调节变阻器R，使 A1、A2亮度相同，再调节R1，使两 灯正常发光，然后断开开关S。
3、重新闭合S，观察A1、A2亮度变 化，会有什么现象？
L A1 R A2
S R1
现象：灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡 A1逐渐亮起来， A1即总比A2 滞后一段时间。
为R,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电
路稳定时,AB亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1
断开时,下列说法正确的是( AD )
A.灯B立即熄灭 B.灯A将比原来更亮一些后再熄灭 C.有电流通过B灯,方向为c-B-d D.有电流通过A灯,方向为b-A-a
aA
S1
b S2 R
L c Bd
L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯 泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。
L A1 R A2
当开关由断开到合上时，观察到的自 感现象是__A_2__比__A_1_先亮，最后达到
同样亮。
S R1
2、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很
大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同 的灯泡。则当电键S闭合瞬间，__A_2_比_A__1_先亮，最
2、自感电动势Βιβλιοθήκη 作用：阻碍导体中原来的电流变化。注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变 化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化 起延迟作用。
三、自感系数L
1、自感电动势的大小与电流的变化率成正比 E L I
t
其中L-----自感系数简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数大小的因素：
1、实验一中，当电键闭合后，通过 灯泡A1的电流随时间变化的图像为 __C__图；通过灯泡A2的电流随时间变 化的图像为___A__图。
I
I
I
L A1 R A2
S R1
I
t
A
t
B
t
C
t
D
演示2：观察断电瞬间A1、A2的亮度
1、A1、A2选用规格完全相同的灯泡。
2、闭合电键S，调节变阻器R，使 A1、A2亮度相同，再调节R1，使两 灯保持正常发光。
阅读教材最后一段P24，回答问题：
1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？ 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都
要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能 立即增大到最大值或不能立即减小为零 2、电的“惯性”大小与什么有关？
电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数
一、互感现象
1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的 现象，称为互感。 2.应用与防止：变压器，屏蔽
物理选修3-2 第四章
第6节 互感和自感
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导 线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另 一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
一、互感现象
1、定义：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈 中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中 产生的感应电动势，称为互感电动势。
2、本质：电磁感应 （感生电动势）
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象，叫自感现象。
2、① 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大
② 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小
三、自感系数
1、自感电动势的大小 E L I
t
2、自感系数的大小：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁心有关
课堂训练
1、演示自感的实验电路图如右图所示，
3、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的 电流方向是否一致？
4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来 更大？为了使实验效果更明显，对线圈L有什么要求？
分析：设过线圈L与灯泡A的电流分 别为IL和IA，方向均为从左往右。
在断开开关瞬间，灯泡中的电流IA 立即消失。
但是灯泡A与线圈L构成一闭合回路
圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A
中电流变化的图是( C )
2I L IA
S
i I
0 to
A i I
0 -I
to
-2I C
i I
t
0 -I
to
t
B
i 2I
tI
0 to
t
D
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象，叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自 感电动势。