苏州市实验高中2020人教版物理课件第四章电磁感应6互感和自感42
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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。
人教版高中物理选修3-2 4.6 互感和自感 (共31张PPT)
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 L
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
小结
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。 互感现象产生的感应电动势，称为互感 电动势。
一定较大 C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的
自感系数较大 D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的
自感电动势也较大
例2、如图所示，L为自感系数较大的
线圈，电路稳定后小灯泡正常发光， L
A
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
问题3：导体的棒的哪端电势比较高？
D端电势高
问题4：如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器 上，导体棒中电流是沿什么方向？
CD相当于电源，电源内部，电流由低电势流向高电势， 电流方向是C到D
反馈训练
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。
1）作用：在电路的作用就是电源，其电路 就是内电路，当它与外电路连接后就会对 外电路供电
2）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为 一种非静电力在导体中产生感生电动势
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。 互感现象中产生的感应电动势，称为互感 电动势。
现象
①灯泡A2立刻正常发光， ②跟线圈L串联的灯泡A1逐
渐亮起来。
分
电路接通时，电流由零开始增加，穿过
高中物理选修3-2第四章 电磁感应第四章 6互感和自感教学课件 (共30张PPT)
过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源 输出电流较大，路端电压较低.在t＝t1时刻断开S，线圈L产生自感电动势， 与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间 电压UAB随时间t变化的图象中正确的是B. 答案 B
总结提升
(1)断电时，自感线圈处相当于电源，其电流逐渐减小，不会发生突变. (2) 断电时，灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小 的关系.若断电前自感线圈电流IL大于灯泡的电流ID则灯泡会闪亮一下再 熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL小于或等于灯泡中的电流ID则不会 出现闪亮，而是逐渐熄灭. (3)要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.
1
2
3
4
4.(对自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是( B ) A.电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大 B.电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大 C.通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零 D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
ΔI ΔI 解析 电感一定时，电流变化越快， 越大，由 E＝L 知，自感电动势越大， Δt Δt A 错，B 对；
例2
在如图4 所示的甲、乙电路中，电阻 R 和灯泡电阻的阻值相等，自
感线圈L的电阻值可认为是0，在接通开关S时，则(
A.在电路甲中，A将渐渐变亮
)
B.在电路甲中，A将先变亮，
然后渐渐变暗
C.在电路乙中，A将渐渐变亮
D.在电路乙中，A将先由亮渐
渐变暗，然后熄灭
图4
解析
在电路甲中，当接通开关S时，通过与灯泡相连的自感线圈的电流突然增
的变化的磁场会在另一个线圈中产生 感应电动势 ，这种现象叫互感.
高中物理课件第四章电磁感应第六节 互感和自感
线圈L1
线圈L2
P G
滑动变阻器P滑动时,线圈2中是否有感应电流？
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。 (互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势)
2、利作用用互：感线现圈象可L1以把能量从一个线圈传线递圈到另L2一个线圈，
因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是 利用互感现象制成的。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
E L I t
2、自感系数 L－简称自感或电感
3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 （1）决定线圈自感系数的因素：
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。 另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
2. 应用：变压器
二、自感现象
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。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：E L I
t
2、自感系数L：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯有关
P G
法拉第
开关S
问题情景：
如图闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？ 若有，方向如何？
这是互感吗？
C
ו
•
•
A
G
•× • × • ו ו • •• ••••
• • • • ••
••感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之
间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
双线绕法消除自感：
由于两根平行导线中的 电流方向相反，它们的磁 场可以互相抵消，从而可 以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。
线圈L2
P G
滑动变阻器P滑动时,线圈2中是否有感应电流？
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。 (互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势)
2、利作用用互：感线现圈象可L1以把能量从一个线圈传线递圈到另L2一个线圈，
因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是 利用互感现象制成的。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
E L I t
2、自感系数 L－简称自感或电感
3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 （1）决定线圈自感系数的因素：
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。 另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
2. 应用：变压器
二、自感现象
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。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：E L I
t
2、自感系数L：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯有关
P G
法拉第
开关S
问题情景：
如图闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？ 若有，方向如何？
这是互感吗？
C
ו
•
•
A
G
•× • × • ו ו • •• ••••
• • • • ••
••感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之
间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
双线绕法消除自感：
由于两根平行导线中的 电流方向相反，它们的磁 场可以互相抵消，从而可 以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。
高中物理 第四章 电磁感应 4.6 互感和自感课件 新人教版选修32
例2 (多选)如图5甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值
都很小，且小于灯泡A的电阻，闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A
发光，则
√A.在电路甲中，断开S，
A将渐渐变暗
B.在电路甲中，断开S，
A将先变得更亮，然后渐渐变暗
图5
C.在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
√D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
答案 在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产 生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大.要想使灯泡闪亮一下再 熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻.而当线圈电 阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭.
答案
[知识深化] 1.当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同； 2.断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小. 若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮 一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流， 灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭. 3.自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的 变化.
二、自感现象
当一个线圈中的电流 变化 时，它产生的 变化 的磁场不仅在邻近的电
路中激发出感应电动势，同样也在 它本身 激发出感应电动势，这种现
象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势 .
三、自感电动势与自感系数 1.自感电动势：E＝LΔΔIt 位： H ，符号： .
，其中L是自感系数，简称自感或电亨感利.单
√D.断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
图8
12345
解析 答案
5.(自感现象的图象问题)(多选)如图9所示，用电流传感器研究自感现象.
高中物理第四章电磁感应第6节互感和自感课件新人教版选修3
回路,如图 4-6-1 所示.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流
的条件.关于该实验,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 a→b 的感应电流
图 4-6-1
B.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 b→a 的感应电流
C.闭合开关 S 后,在增大电阻 R 的过程中,电流表 G 中有 a→b 的感应电流
C．AB 向左加速运动，电流方向 C→L→D
D．AB 向左减速运动，电流方向 C→L→D
[答案] AB [解析] 向右匀速运动，金属棒 AB 产 生的电动势恒定，电流恒定，右边线 圈的电流恒定，磁场恒定，左边线圈 中无感应电流，故选项 A 错误；AB 向右加速运动，金属棒 AB 产生的电 动势不断增加，电流不断增加，右边 线圈的电流不断增加，磁场不断增 加，左边线圈会产生感应电流，根据
学习互动
考点三 断电自感现象
[想一想]断电自感电路图如图4-6-4所示,
线圈L的直流电阻大于灯泡A的电阻,接通电路,待灯泡A正常发光,然后断开
电路.
(1)断开电路时,有什么现象发生?
(2)试分析现象发生的原因.
(3)若开关断开后,A比原来更亮、需要满足什么条件?
图4-6-4
学习互动
[答案](1)S断开时,A灯逐渐熄灭. (2)当S断开时,L中的电流突然减小,穿过L的磁通量突然减少,L中产生感应 电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小,此时L与A构成闭合回路, 故A中还有一段持续电流,但A中的电流方向与原电流方向相反. (3)断电后A中的电流与L中的电流变化一致,只有满足RL<RA,则通电稳定后 L中的电流比A中的电流大,断开S时,A比原来更亮.
考点四 对自感电动势及自感系数的理解 [想一想] (1)自感电动势的大小取决于哪些因素?自感系数与什么有关? (2)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?有的甚 至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论.
苏州市实验高中2020人教版物理课件第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律40
速度垂直磁场的分量来进行计算,其数值为 E=_B_lv_s_i_n_θ__=Blv1。
4.反电动势: (1)定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产 生的_削__弱__电源电动势作用的电动势。 (2)作用:_阻__碍__线圈的转动。
主题一 法拉第电磁感应定律 【问题探究】 1.实验探究 探究1:如图所示,开关K均闭合,甲图中电流表指针发生 偏转;乙图中的条形磁铁插入线圈时电流计指针偏转,
v
2
=0.5 J
答案:(1)0.5 A (2)0.5 J
【补偿训练】 1.(2015·重庆高考)如图为无线充电技术中使用的受 电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S。若在t1到t2时 间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感 应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a 和b之间的电势差φa-φb( )
=1∶1,由欧姆定律I= E得,产生的感应电流之比
R
IA∶IB=1∶2,故D正确。
【规律方法】应用法拉第电磁感应定律解题的一般步 骤 (1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情 况。 (2)利用楞次定律及安培定则确定感应电流的方向。
(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列
方程求解。用公式E=nS B 求感应电动势时,S为线圈
磁通量的 变化量ΔΦ
2 1
ΔΦ= BgS
SgB
磁通量的 变化率
t
| 2 1 |
t
t
BgSt
BgS t
注意
磁通量Φ
磁通量的 变化量ΔΦ
穿过某个面有 开始和转过
方向相反的磁 180°时平面都
场,则不能直接 与磁场垂直,但
用Φ=B·S。应 穿过平面的磁通
考虑相反方向 量是不同的,一
高中物理第四章第6节互感和自感课件选修32高二选修32物理课件
12/11/2021
第九页，共三十三页。
在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在 点 1，现把它从 1 扳向 2，如图所示，试判断在此过程中，在 电阻 R 上的电流方向是( )
12/11/2021
第十页，共三十三页。
A．先由 P→Q，再由 Q→P B．先由 Q→P，再由 P→Q C．始终由 Q→P D．始终由 P→Q [解析] 单刀双掷开关接在点 1 上时，A 线圈中的电流恒定不 变，在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左．在单刀双掷 开关由点 1 扳向点 2 的过程中，通过线圈 A 中的电流，先沿原 方向减小到零，再由零增大到原电流值，所以 B 中产生的感 应电流分两个阶段分析：
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第十二页，共三十三页。
综上分析知，全过程中流过电阻 R 的电流方向先是 P→Q，然 后是 Q→P，所以 A 对． [答案] A
12/11/2021
第十三页，共三十三页。
(多选)如图所示是一种延时装置的原理图， 当 S1 闭合时，电磁铁 F 将衔铁 D 吸下，C 线路接通，当 S1 断 开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放．则
12/11/2021
第七页，共三十三页。
探究思考 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？试从能量的角度加以解释． 提示：开关断开后，线圈中储存的能量释放出来转化为电能， 故灯泡发光会持续一段时间．
12/11/2021
第八页，共三十三页。
对互感现象的理解和应用 1．互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在 同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的 电路之间． 2．互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器 就是利用互感现象制成的． 3．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，这时需要设法减小电路间的互感．
高中物理第四章电磁感应4_6互感和自感课件新人教版选修3_2-推荐ppt版本
例 1 (多选)下列关于自感现象的说法中，正确的是 ()
A．自感现象是由线圈本身的电流发生变化而产生的电 磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的 方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化 的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
1.什么是自感现象？ 提示：自感现象是指线圈中的电流变化时，它所产生 的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。
(2)线圈中电流减小时： □3 磁场 中的能量释放出来
转化为电能。
2．电的“惯性”
自感电动势有阻碍线圈中 □4 电流变化
的“惯
性”。
想一想 无轨电车在行驶的过程中，为什么车顶上的车弓处会产 生电火花？ 提示：由于车身颠簸，可使车弓瞬间离开电网，由于 自感现象，电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬 时自感电动势，由于这个电动势较大，使车弓与电网之间 的空气电离，产生放电现象。
A．磁通量均匀增大 B．自感系数均匀增大 C．自感系数、自感电动势均匀增大 D．自感系数、自感电动势、磁通量都不变
解析 电流均匀增大时，线圈中磁感应强度均匀增大， 所以磁通量均匀增大，而自感电动势取决于磁通量的变化 率，所以自感电动势不变；自感系数取决于线圈本身的因 素以及有无铁芯，也保持不变，只有选项 A 正确。
RLA，流过线圈的电流 IL 大于流过灯泡的电流 IA， 断开 S 的瞬间，由于 IL 迅 速减小，产生自感电动势，
阻碍电流减小，线圈和灯
泡组成临时回路，从而使 灯泡中的电流先增大后减
小，所以灯泡先闪亮一下
(3)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感 电动势也较大。( √ )
提示：由 E＝LΔΔIt知，对于同一线圈，自感系数确定， 当电流变化越快时，线圈中产生的自感电动势也越大。
人教版高二物理选修3-2第四章4.6互感和自感(共31张PPT)
D、以上说法都不对
8、右图所示，一条形磁铁在图示位置由静止 开始下落穿过采用双线绕成的闭合线圈， 则条形磁铁从下落到穿过线圈的过程中可 能做（ ）
√
A、匀减速运动
B、匀速运动
C、非匀变速运动
S N
D、自由落体运动
互感现象 自感规律 自感系数 应用
课堂小结
2.自感系数 L----简称自感或电感
（1）决定线圈自感系数的因素：
实验表明，线圈越大,越粗,匝数越多， 自感系数越大。另外，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
阅读教材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.
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。
的灯泡，R的阻值与L的
直流电阻值相同。当开 关由断开到合上时，观 察到的自感现象是 A2 比 A1 先亮，最后达 到同样亮。
L A1 R A2
S R1
1、关于自感现象，正确的说法是：（ ）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系 数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈 中产生的自感电动势也越大；
D、接通时I1=I2L，断开时I1<I2。
R I1A1
·
I2 A2 ·
8、右图所示，一条形磁铁在图示位置由静止 开始下落穿过采用双线绕成的闭合线圈， 则条形磁铁从下落到穿过线圈的过程中可 能做（ ）
√
A、匀减速运动
B、匀速运动
C、非匀变速运动
S N
D、自由落体运动
互感现象 自感规律 自感系数 应用
课堂小结
2.自感系数 L----简称自感或电感
（1）决定线圈自感系数的因素：
实验表明，线圈越大,越粗,匝数越多， 自感系数越大。另外，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
阅读教材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.
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。
的灯泡，R的阻值与L的
直流电阻值相同。当开 关由断开到合上时，观 察到的自感现象是 A2 比 A1 先亮，最后达 到同样亮。
L A1 R A2
S R1
1、关于自感现象，正确的说法是：（ ）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系 数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈 中产生的自感电动势也越大；
D、接通时I1=I2L，断开时I1<I2。
R I1A1
·
I2 A2 ·
高中物理 第四章 电磁感应 6 互感和自感课件 新人教版选修3-2
较慢亮起来
断开开关的瞬
断电
阻碍电流
间，灯泡 A 逐
自感
的减小
渐变暗
2.自感系数
(1)自感电动势的大小． ΔI
E＝_符号 H．
(2)自感系数的大小决定因素． 自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁 芯等因素有关．
3．磁场的能量
由于 L1 产生的磁场方向与 L2 产生的磁场的方向相同， 可知 L2 产生的磁场的磁通量是减少的，故 PQ 棒做的是向右 的匀减速运动．C 选项是可能的．若 PQ 棒向左运动，则它 产生的感应电流在 L2 中产生的磁场是向下的，与 L1 产生的 磁场方向是相反的，由楞次定律可知 L2 中的磁场是增强的， 故 PQ 棒做的是向左的匀加速运动．B 选项是可能的．
(3)只有闭合的回路才能产生互感．(×)
小试身手
1．(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有 可自由移动的金属棒 PQ、MN，当 PQ 在外力作用下运 动时，MN 在磁场力作用下向右运动，则 PQ 所做的运动 可能是( )
A．向右匀加速运动 B．向左匀加速运动 C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动 解析：这是一道涉及互感现象的问题，当 MN 棒中 有感应电流，受安培力作用而向右运动，由左手定则可判 断出 MN 中电流的方向是由 M 流至 N，此电流在 L1 中产 生磁场的方向是向上的．若 PQ 棒向右运动，由右手定则 及安培定则可知 L2 产生的磁场的方向也是向上的．
2R 减小到 R，电路中的总电流将由 I0 增大到 2I0.
如果电路中没有线圈，开关闭合后电流由 I0 增大到 2I0 的过程所经历的时间很短．当电路中有多匝线圈时， 闭合 S 后，在电流增大的过程中，穿过线圈的磁通量在变 化(增大)，线圈中要发生电磁感应现象，感应电流的磁场 要阻碍磁通量的增大，感应电动势的方向与电路中原来的 电流方向相反，
人教版选修3-2 第四章 第6节 互感和自感 课件(29张)
ΔI Δt
越大，由E
＝L
ΔI Δt
知，自感电动势越大，故A错，B对；线圈中电流为零
时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C
错；当通过线圈的电流最大时，电流的变化率可以为零，自感
电动势为零，பைடு நூலகம்D错．
4．如图所示，灯L1、L2完全相同，带铁 芯的线圈L的电阻可忽略，则( )
A．S闭合的瞬间，L1、L2同时发光， 接着L1变暗，L2更亮，最后L1熄灭
要点二 自感现象 1．自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在 3 ___它__本__身___激发出感应电动势的现象．
2．自感电动势 (1)定义：由于 4 ___自__感_____而产生的感应电动势． (2)大小：E＝LΔΔIt，其中L是自感系数，简称 5 ___自__感_____或 6 ____电__感____，单位： 7 ___亨__利_____，符号为H.
阻碍电流的 17 ___减__小_____
灭
3．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是( ) A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大 B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大 C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零 D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
解析：选B
电感一定时，电流变化越快，即
解析：选CD 线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率 成正比，即E∝ΔΔit.根据图象分析：0～t1时间内的电流变化率小于 t2～t3时间内的电流变化率，A错误，C正确；t1～t2时间内的电流 变化率为零，自感电动势为零，B错误，D正确．
要点三 自感现象中的图象问题 1．问题类型 (1)由给定的自感过程判断或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析自感的过程，求解相应的物理 量． (3)利用给出的图象判断或画出新的图象．
2019_2020学年高中物理第四章电磁感应第6节互感和自感课件新人教版选修3_2
A．有阻碍电流的作用，最后电流由 I0 减小到零 B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I0 C．有阻碍电流增大的作用，因而电流 I0 保持不变 D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到 2I0
3．自感电动势的大小为 E＝LΔΔIt，其中 L 为自感系数，它与线 圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关．
4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中 储存了磁场能．
课堂互动探究
析要点、研典例、重应用
★要点一 对自感现象的理解 |要点梳理|
1．自感电动势的理解 (1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的 磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势． (2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方 向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原 电流方向相同． (3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到延迟电流 变化的作用．
解析：选 C 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中的电 流不变时，不产生自感电动势，选项 A 错误；当线圈中的电流 反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中 原电流的方向相同，选项 B 错误；当线圈中的电流增大时，自 感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中 电流的方向相反，所以选项 C 正确，同理可知选项 D 错误．
提示：线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的 电阻产生的．线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现象 产生的．
|核心知识·记一记|
1．当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应 电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程．
2．一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势， 叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化．
3．自感电动势的大小为 E＝LΔΔIt，其中 L 为自感系数，它与线 圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关．
4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中 储存了磁场能．
课堂互动探究
析要点、研典例、重应用
★要点一 对自感现象的理解 |要点梳理|
1．自感电动势的理解 (1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的 磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势． (2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方 向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原 电流方向相同． (3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到延迟电流 变化的作用．
解析：选 C 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中的电 流不变时，不产生自感电动势，选项 A 错误；当线圈中的电流 反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中 原电流的方向相同，选项 B 错误；当线圈中的电流增大时，自 感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中 电流的方向相反，所以选项 C 正确，同理可知选项 D 错误．
提示：线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的 电阻产生的．线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现象 产生的．
|核心知识·记一记|
1．当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应 电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程．
2．一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势， 叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化．
2020版高中物理人教选修3-2课件：4.6互感和自感
【解析】选B、D。开关S断开瞬间,灯泡B与线圈L构成 闭合回路,所以稳定后再断开开关S后,灯泡B由暗变亮 再逐渐熄灭,灯泡A立即熄灭。故A错误,B正确;刚闭合 S时,电源的电压同时加到两灯上,A、B同时亮,且由于 电感L自感系数很大,几乎没有电流流过,A、B电流相等, 一样亮;随着L中电流增大,由于线圈L直流电阻可忽略
一 自感现象的产生及规律 【典例】(多选)下列关于自感现象的论述中,正确的是
() 世纪金榜导学号 A.线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比
B.当线圈中电流减弱时,自感电动势的方向与原电流方 向相反 C.当线圈中电流增大时,自感电动势的方向与原电流方 向相反 D.穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化成正 比
三、自感现象中的能量转化 1.自感现象中的磁场能量: (1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源的 _能__量__输送给磁场,储存在磁场中。 (2)线圈中电流减小时:磁场中的_能__量__释放出来转化为 电能。
2.电的“惯性”: 自感电动势有阻碍线圈中_电__流__变__化__的“惯性”。
【思考辨析】 (1)自感现象中,自感电动势的方向一定与引起自感的 原电流的方向相反。 ( ) (2)对确定线圈,电流变化越大,产生的自感电动势越大。
的变化率成正比,即E∝
I t
。根据图象分析:0～t1时间
内的电流变化率小于t2～t3时间内的电流变化率,A错
误,C正确;t1～t2时间内的电流变化率为零,自感电动
势为零,B错误,D正确。
2.一个线圈的电流在均匀增大,则这个线圈的 ( ) A.自感系数也将均匀增大 B.自感电动势也将均匀增大 C.磁通量的变化率也将均匀增大 D.自感系数、自感电动势都不变
【解析】选D。自感系数是描述线圈本身特征的物理量, 不随电流而变;电流均匀变化,则磁通量的变化率和自 感电动势均不变,故D选项正确。
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电流方向不变
电路中稳态电流为I1、 I2 ①若I2≤I1,灯泡逐渐变 暗 ②若I2>I1,灯泡闪亮后 逐渐变暗 两种情况灯泡中电流方 向均改变
【典例示范】 (多选)如图,电灯的灯丝电阻为2 Ω,电池电动势为 2 V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3 Ω, 先合上电键K,过一段时间突然断开K,则下列说法中错 误的是( )
(2)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? 提示:当一个线圈中的电流变化时,穿过两个线圈的磁 通量都会变化。
【探究总结】 对互感现象的理解
(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生 于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于 任何相互靠近的电路之间。 (2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。 变压器就是利用互感现象制成的。
(3)对电感线圈阻碍作用的理解: ①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电 动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电 流不能突变。 ②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导 线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。
2.对通电自感和断电自感问题的三点理解: (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且 与原电流方向相反。 (2)断电时线圈产生的自感电动势与原来线圈中的电 流方向相同,且在与线圈串联的回路中,线圈相当于电 源,它提供的电流大小从原来的IL逐渐变小。
(1)重新接通电路。在闭合开关时,观察到两个灯泡的 发光情况是怎样的? 两灯泡的发光情况是_A_2_正__常__发__光__,_A_1比__A_2_亮__得__晚__。
(2)发生这种现象的原因是什么。 提示:电路接通时,电流由零开始增加,穿过L的磁通量 随之增加,在L中产生自感电动势阻碍磁通量(电流)的 增加,推迟了电流达到正常值的时间,所以A1灯比A2灯 晚亮。
通电自感
能量 转化 电能转化为磁场能 情况
断电自感 磁场能转化为电能
主题一 电磁感应现象的发现 【问题探究】 如图是法拉第实验线圈。在实验中,两个线圈并没有用 导线连接。
(1)当其中一个线圈中有电流时,另一个线圈中是否会 产生感应电流? 提示:不一定。当线圈中的电流为恒定电流时,在其周 围空间产生的磁场不变,则在另一个线圈中就不会产 生感应电流。只有当线圈中的电流变化时,在其周围 空间产生变化的磁场,此时会在另一个线圈中产生感 应电流。
【解析】选A。由开关闭合到电路中电流稳定的时间 内,A灯立刻亮,而后逐渐变暗(电源有内阻),最后亮度 稳定;B灯逐渐变亮,最后亮度稳定,选项A正确,B错误; 开关由闭合到断开瞬间,电流自右向左通过A灯,因为 电流稳定时L中的电流小于A灯电流,故A灯不闪亮就慢 慢熄灭,选项C、D错误。
2.(多选)如图所示,自感线圈L的电阻很小,接通S使电 路达到稳定,灯泡A发光,下列说法正确的是 ( )
5.两种现象图表比较:
通电自感 电路图
断电自感
器材 要求
A1、A2同规 格,R=RL,L较大
L很大(有铁 芯),RL≪RA
通电自感
断电自感
现象
在S闭合瞬间,A2灯 立即亮起来,A1灯逐 渐变亮,最终一样亮
在开关S断开时,灯A 突然闪亮一下后再渐 渐熄灭(当抽掉铁芯 后,重做实验,断开开 关S时,会看到灯A马 上熄灭)
原因
通电自感
断电自感
由于开关闭合时,流过 电感线圈的电流迅速增 大,使线圈产生自感电 动势,阻碍电流的增大, 使流过A1灯的电流比流 过A2灯的电流增加得慢
断开开关S时,流过线圈L 的电流减小,产生自感电 动势,阻碍电流的减小, 使电流继续存在一段时 间;在S断开后,通过L的 电流反向通过电灯A,且 由于RL≪RA,使得流过A灯 的电流在开关断开瞬间 突然增大,从而使A灯的 发光功率突然变大
【解析】选A、C。闭合开关、断开开关或移动滑动变 阻器的滑片使得电流发生变化,穿过右边线圈的磁通 量发生变化产生感应电流,由楞次定律确定感应电流 的方向,知道M、N两板哪板电势高从而得出结论。
【探究训练】 1.在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线 圈,并要求当一个线圈中有电流变化时,另一个线圈中 的电流所受的影响尽量小。则下图中两个线圈的相对 安装位置最符合该要求的是 ( )
(3)本实验中感应电流的方向与原电流的方向有什么 关系?产生的感应电动势在电路中起什么作用? 提示:感应电流的方向与原电流的方向相反,产生的感 应电动势在电路中起阻碍电流增加的作用。
探究点2 断电自感 如图所示为演示断电自感的电路,先闭合开关使灯泡 发光,然后断开开关。通过实验思考回答以下问题:
A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗 B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗 C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗 D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
【解析】选A、D。题图甲中,灯泡A与电感线圈L在同 一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中 产生的自感电动势使得支路中的电流瞬间不变,以后 渐渐变小,A正确,B错误。题图乙中,灯泡A所在支路的 电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈 的电阻很小),断开开关S时,电感线圈的自感电动势要
【解析】选D。两个相距较近的线圈,当其中的一个线 圈中电流发生变化时,就在该线圈周围空间产生变化 的磁场。这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应 电流,即发生互感现象,要使这种影响尽量小,应采用D 所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈产生的磁 场分布与条形磁铁的类似,采用D所示的安装位置时,变 化的磁场产生的磁感线穿过另一线圈最少,故D正确。
(2)对自感电动势的理解: ①产生原因: 通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发 生变化,因而在原线圈上产生感应电动势。
②自感电动势的方向: 当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相 反;当原电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相 同(即:增反减同)。
③自感电动势的作用: 阻碍原电流的变化,而不是阻止,原电流仍在变化,只 是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变 化的作用。
阻碍电流变小,此瞬间电感线圈中的电流不变,电感线 圈相当于一个电源给灯A供电,因此反向流过A的电流 瞬间要变大,然后逐渐变小,所以灯泡要先更亮一下, 然后渐渐变暗,C错误,D正确。
A.电灯立即熄灭 B.电灯立即先暗再熄灭 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方 向与K断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方 向与K断开前方向相反
【解析】选A、C、D。突然断开K,线圈将产生自感现 象,且与电灯构成一闭合回路,此时通过电灯的电流向 上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡 大,断开前通过线圈时电流小于通过灯泡的电流,即电 灯会突然比原来暗一下再熄灭,B正确,A、C、D错误。
(3)开关断开后,通过灯泡的感应电流与原来通过它的 电流方向有什么关系? 提示:原来通过A灯的电流方向从左向右,开关断开后, 通过灯泡的感应电流从右向左,所以通过灯泡的感应 电流与原来通过它的电流方向相反。
【探究总结】 1.对自感现象的理解: (1)对自感现象的理解: 自感现象是一种电磁感应现象,遵守法拉第电磁感应 定律和楞次定律。
2.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A 环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法 中正确的是 ( )
A.t1时刻,两环作用力最大 B.t2和t3时刻,两环相互吸引 C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥 D.t3和t4时刻,两环相互吸引
【解析】选B。t1时刻感应电流为零,故两环作用力为 零,A错误;t2和t3时刻A环中电流在减小,则B环中产生 与A环同方向的电流,相互吸引,B正确,C错误;t4时刻A 中电流为零,两环无相互作用,D错误。
【探究训练】 1.如图所示,电源的电动势为E,内阻r不能忽略。A、B 是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈。 关于这个电路的以下说法正确的是 ( )
A.由开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A灯立刻亮, 而后逐渐变暗,最后亮度稳定 B.由开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮, 而后逐渐变暗,最后亮度稳定 C.开关由闭合到断开瞬间,A灯闪亮一下再熄灭 D.开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过A灯
(1)为什么灯泡A不立即熄灭? 提示:电源断开时,A中由电源提供的电流瞬间变为零, 而通过线圈L的电流减小,线圈中会产生自感电动势, 且线圈L与灯A构成闭合回路,线圈L对A进行供电,所以 灯不会立即熄灭。
(2)L中感应电流的方向与原电流的方向有什么关系? 产生的感应电动势在电路中起什么作用? L中感应电流的方向与原电流的方向_相__同__,产生的感 应电动势在电路中起_阻__碍__电__流__减__小__的__作用。
【补偿训练】 如图所示,四个线圈在同一平面内,当I减小时,a、
b、c线圈中的感应电流方向为 ( )
A.均为顺时针方向 B.均为逆时针方向 C.a线圈中为逆时针方向,b、c线圈中为顺时针方向 D.b线圈中为顺时针方向,a、c线圈中为逆时针方向
【解析】选C。当I减小时,根据安培定则,I产生的磁 场在线圈内部是向外的且减弱,在线圈外部是向里的 且减弱,所以a线圈中的磁通量是向外且减小,由楞次 定律可知,a中感应电流的磁场向外,再根据安培定则 可判断a中感应电流的方向为逆时针;同理,b、c线圈 中的磁通量是向里且减小,由楞次定律可知,b、c中感
(3)自感电动势只是延缓了电流的变化,但它不能阻止 原电流的变化,更不能使原电流反向。
3.通电自感与断电自感比较:
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大,灯 泡逐渐变亮
电流立刻变大,灯泡变 亮,然后逐渐变暗
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电流逐渐减小 断电时 灯泡逐渐变暗
ห้องสมุดไป่ตู้
(3)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,这时要求设法减小电路间的互感。
电路中稳态电流为I1、 I2 ①若I2≤I1,灯泡逐渐变 暗 ②若I2>I1,灯泡闪亮后 逐渐变暗 两种情况灯泡中电流方 向均改变
【典例示范】 (多选)如图,电灯的灯丝电阻为2 Ω,电池电动势为 2 V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3 Ω, 先合上电键K,过一段时间突然断开K,则下列说法中错 误的是( )
(2)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? 提示:当一个线圈中的电流变化时,穿过两个线圈的磁 通量都会变化。
【探究总结】 对互感现象的理解
(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生 于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于 任何相互靠近的电路之间。 (2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。 变压器就是利用互感现象制成的。
(3)对电感线圈阻碍作用的理解: ①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电 动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电 流不能突变。 ②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导 线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。
2.对通电自感和断电自感问题的三点理解: (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且 与原电流方向相反。 (2)断电时线圈产生的自感电动势与原来线圈中的电 流方向相同,且在与线圈串联的回路中,线圈相当于电 源,它提供的电流大小从原来的IL逐渐变小。
(1)重新接通电路。在闭合开关时,观察到两个灯泡的 发光情况是怎样的? 两灯泡的发光情况是_A_2_正__常__发__光__,_A_1比__A_2_亮__得__晚__。
(2)发生这种现象的原因是什么。 提示:电路接通时,电流由零开始增加,穿过L的磁通量 随之增加,在L中产生自感电动势阻碍磁通量(电流)的 增加,推迟了电流达到正常值的时间,所以A1灯比A2灯 晚亮。
通电自感
能量 转化 电能转化为磁场能 情况
断电自感 磁场能转化为电能
主题一 电磁感应现象的发现 【问题探究】 如图是法拉第实验线圈。在实验中,两个线圈并没有用 导线连接。
(1)当其中一个线圈中有电流时,另一个线圈中是否会 产生感应电流? 提示:不一定。当线圈中的电流为恒定电流时,在其周 围空间产生的磁场不变,则在另一个线圈中就不会产 生感应电流。只有当线圈中的电流变化时,在其周围 空间产生变化的磁场,此时会在另一个线圈中产生感 应电流。
【解析】选A。由开关闭合到电路中电流稳定的时间 内,A灯立刻亮,而后逐渐变暗(电源有内阻),最后亮度 稳定;B灯逐渐变亮,最后亮度稳定,选项A正确,B错误; 开关由闭合到断开瞬间,电流自右向左通过A灯,因为 电流稳定时L中的电流小于A灯电流,故A灯不闪亮就慢 慢熄灭,选项C、D错误。
2.(多选)如图所示,自感线圈L的电阻很小,接通S使电 路达到稳定,灯泡A发光,下列说法正确的是 ( )
5.两种现象图表比较:
通电自感 电路图
断电自感
器材 要求
A1、A2同规 格,R=RL,L较大
L很大(有铁 芯),RL≪RA
通电自感
断电自感
现象
在S闭合瞬间,A2灯 立即亮起来,A1灯逐 渐变亮,最终一样亮
在开关S断开时,灯A 突然闪亮一下后再渐 渐熄灭(当抽掉铁芯 后,重做实验,断开开 关S时,会看到灯A马 上熄灭)
原因
通电自感
断电自感
由于开关闭合时,流过 电感线圈的电流迅速增 大,使线圈产生自感电 动势,阻碍电流的增大, 使流过A1灯的电流比流 过A2灯的电流增加得慢
断开开关S时,流过线圈L 的电流减小,产生自感电 动势,阻碍电流的减小, 使电流继续存在一段时 间;在S断开后,通过L的 电流反向通过电灯A,且 由于RL≪RA,使得流过A灯 的电流在开关断开瞬间 突然增大,从而使A灯的 发光功率突然变大
【解析】选A、C。闭合开关、断开开关或移动滑动变 阻器的滑片使得电流发生变化,穿过右边线圈的磁通 量发生变化产生感应电流,由楞次定律确定感应电流 的方向,知道M、N两板哪板电势高从而得出结论。
【探究训练】 1.在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线 圈,并要求当一个线圈中有电流变化时,另一个线圈中 的电流所受的影响尽量小。则下图中两个线圈的相对 安装位置最符合该要求的是 ( )
(3)本实验中感应电流的方向与原电流的方向有什么 关系?产生的感应电动势在电路中起什么作用? 提示:感应电流的方向与原电流的方向相反,产生的感 应电动势在电路中起阻碍电流增加的作用。
探究点2 断电自感 如图所示为演示断电自感的电路,先闭合开关使灯泡 发光,然后断开开关。通过实验思考回答以下问题:
A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗 B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗 C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗 D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
【解析】选A、D。题图甲中,灯泡A与电感线圈L在同 一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中 产生的自感电动势使得支路中的电流瞬间不变,以后 渐渐变小,A正确,B错误。题图乙中,灯泡A所在支路的 电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈 的电阻很小),断开开关S时,电感线圈的自感电动势要
【解析】选D。两个相距较近的线圈,当其中的一个线 圈中电流发生变化时,就在该线圈周围空间产生变化 的磁场。这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应 电流,即发生互感现象,要使这种影响尽量小,应采用D 所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈产生的磁 场分布与条形磁铁的类似,采用D所示的安装位置时,变 化的磁场产生的磁感线穿过另一线圈最少,故D正确。
(2)对自感电动势的理解: ①产生原因: 通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发 生变化,因而在原线圈上产生感应电动势。
②自感电动势的方向: 当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相 反;当原电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相 同(即:增反减同)。
③自感电动势的作用: 阻碍原电流的变化,而不是阻止,原电流仍在变化,只 是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变 化的作用。
阻碍电流变小,此瞬间电感线圈中的电流不变,电感线 圈相当于一个电源给灯A供电,因此反向流过A的电流 瞬间要变大,然后逐渐变小,所以灯泡要先更亮一下, 然后渐渐变暗,C错误,D正确。
A.电灯立即熄灭 B.电灯立即先暗再熄灭 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方 向与K断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方 向与K断开前方向相反
【解析】选A、C、D。突然断开K,线圈将产生自感现 象,且与电灯构成一闭合回路,此时通过电灯的电流向 上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比灯泡 大,断开前通过线圈时电流小于通过灯泡的电流,即电 灯会突然比原来暗一下再熄灭,B正确,A、C、D错误。
(3)开关断开后,通过灯泡的感应电流与原来通过它的 电流方向有什么关系? 提示:原来通过A灯的电流方向从左向右,开关断开后, 通过灯泡的感应电流从右向左,所以通过灯泡的感应 电流与原来通过它的电流方向相反。
【探究总结】 1.对自感现象的理解: (1)对自感现象的理解: 自感现象是一种电磁感应现象,遵守法拉第电磁感应 定律和楞次定律。
2.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A 环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法 中正确的是 ( )
A.t1时刻,两环作用力最大 B.t2和t3时刻,两环相互吸引 C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥 D.t3和t4时刻,两环相互吸引
【解析】选B。t1时刻感应电流为零,故两环作用力为 零,A错误;t2和t3时刻A环中电流在减小,则B环中产生 与A环同方向的电流,相互吸引,B正确,C错误;t4时刻A 中电流为零,两环无相互作用,D错误。
【探究训练】 1.如图所示,电源的电动势为E,内阻r不能忽略。A、B 是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈。 关于这个电路的以下说法正确的是 ( )
A.由开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A灯立刻亮, 而后逐渐变暗,最后亮度稳定 B.由开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮, 而后逐渐变暗,最后亮度稳定 C.开关由闭合到断开瞬间,A灯闪亮一下再熄灭 D.开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过A灯
(1)为什么灯泡A不立即熄灭? 提示:电源断开时,A中由电源提供的电流瞬间变为零, 而通过线圈L的电流减小,线圈中会产生自感电动势, 且线圈L与灯A构成闭合回路,线圈L对A进行供电,所以 灯不会立即熄灭。
(2)L中感应电流的方向与原电流的方向有什么关系? 产生的感应电动势在电路中起什么作用? L中感应电流的方向与原电流的方向_相__同__,产生的感 应电动势在电路中起_阻__碍__电__流__减__小__的__作用。
【补偿训练】 如图所示,四个线圈在同一平面内,当I减小时,a、
b、c线圈中的感应电流方向为 ( )
A.均为顺时针方向 B.均为逆时针方向 C.a线圈中为逆时针方向,b、c线圈中为顺时针方向 D.b线圈中为顺时针方向,a、c线圈中为逆时针方向
【解析】选C。当I减小时,根据安培定则,I产生的磁 场在线圈内部是向外的且减弱,在线圈外部是向里的 且减弱,所以a线圈中的磁通量是向外且减小,由楞次 定律可知,a中感应电流的磁场向外,再根据安培定则 可判断a中感应电流的方向为逆时针;同理,b、c线圈 中的磁通量是向里且减小,由楞次定律可知,b、c中感
(3)自感电动势只是延缓了电流的变化,但它不能阻止 原电流的变化,更不能使原电流反向。
3.通电自感与断电自感比较:
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大,灯 泡逐渐变亮
电流立刻变大,灯泡变 亮,然后逐渐变暗
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电流逐渐减小 断电时 灯泡逐渐变暗
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(3)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,这时要求设法减小电路间的互感。