人教版高二物理选择性必修二第二章2.4《互感和自感》共18张ppt
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自感现象当一个线圈中的电流变化时在本身激发出感应电动势的现象自感电动势由于自身电流变化导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的电动势自感电动势的作用阻碍原电流的变化而不是阻止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电感线圈阻碍作用的理解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
第二章
互感和自感
高二暑期物理预习班
互感和自感
互感现象
在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。 这种现象叫做互感， 这种感应电动势叫做互感电 动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一 个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的 应用。 变压器就是利用互感现象制成的。
小结
互感现象 两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在 另一个线圈中产生感应电动势的现象
互感电动势 互感现象中产生的电动势
互感的应用 利用互感现象可以把电能由一个线圈传递到另一个线圈．如变压器等。
自感现象
当一个线圈中的电流变化时，在本身激发出感应电动势的现象
线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。
自感电动势的作用：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。
变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的开关断开 时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电 火花， 烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。 因此，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，避免出现电火花。
感应电动势自的 作感用电是使动线势圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大
自感电动势由的方于向自(增反身减电同)流变化导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的电动势
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
互感现象中自产生感的电电动动势势的作用
接通电源的瞬间，电流增加，线圈 L 中产生感应电动势。 根据楞次定律， 感应电动势会阻碍电流的 增加，所以灯泡 A1较慢地亮起来。
自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。 (2)判断自感电动势方向，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反； 利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 变压器就是利用互感现象制成的。 自感系数与线圈的匝数、大小、形状，以及是否有铁芯等因素有关． 另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 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。 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． 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。 线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。
什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？
原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭 或正常发光。 当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬 时的很高的自感电动势，该电动势会补充A灯或A2灯中的电流，从而 使A灯或A2灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。
磁场的能量
问题：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间， 有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是 从哪里来的？
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。
当线圈刚刚接通电源的时候，自感电动势阻碍线圈中电流的增加； 当线圈中 已经有了电 流而电源断开或电流变弱的时候，自感电动势又阻碍线圈中电流 的减少。 线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。 有时我们借用力学中的术 语，说线圈能够体现电的“惯性”。
线圈插铁芯
自感电动势的大小 自感电动势的大小与电流的变化率成正比
L 是比例系数，它与线圈的大小、形状、圈数， 以及是否有铁芯等因素有关，叫做自感系数， 简称自感或电感。 电感的单位是亨利 （henry）， 简称亨，符号是 H。 常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(µH)。 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。
最好使用油浸开断关开，即电把源开关的的瞬接触间点，浸在电绝流缘油减中少，避，免线出现圈电火L 花中。产生感应电动势。 根据楞次定 利用互感现象可律以，把能感量应由一电个动线圈势传会递到阻另碍一个电线流圈，的因减此在少电，工技所术以和电灯子泡技术A中慢有广慢泛地的应熄用灭。 。
思考
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？
变化，使得通过电感线圈的电流不能突变；
若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕减同) 电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加，自感电动势与原电流方向相反； 电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势与原电流方向相同． 自感电动势的大小
通、断电自感中，灯泡亮度变化的分析
1.在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起如图所示的电 路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电阻R，使两个灯泡 亮度相同，然后断开电路，再次接通的瞬间．
条件
现象
原因
S闭
A2先亮
由于A2支路为纯电阻不产生自感现象
合的
瞬间 A1逐渐亮起 由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大
慢一些
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。 沿已有的闭 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？ 合回路流动
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？
不一致
4. 开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的 电流更大？为了使实验 的效果更明显，对线圈 L 应该有什 么要求？
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。
这种现象称阻为自碍感原，由电于流自感的而变产生化的，感应而电不动势是叫阻做自止感，电动电势流。 仍在变化，只是使原电流的变化时 电自流感减 电小动时势间，的自大变感小长电与动电，势流即阻的碍变总电化是流率的成起减正着小比，推自迟感电电动流势与变原化电流的方作向相用同． 有原时因我 ：们在借自电用感力系感学数线中很的大圈术的阻语情，况碍说下作线，圈灯用能泡的够会体会理现闪解电亮的一下“惯，性然”。后熄灭或正常发光。 这种现象叫若做互电感路， 这中种的感应电电流动势正叫在做互改感变电动，势电。 感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的
自感系数的大小决定因素 自感系数与线圈的匝数、大小、形状，以及是否有铁芯等因素有关． 磁场的能量 自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有时，电源把能量输送给线圈， 储存在磁场中，电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能.
自感现象的分析思路
(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)． (2)判断自感电动势方向，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流 方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势与原电流方向相同． (3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，由于自感电动势方向与原电 流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时(如断电)，由于自感 电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐 渐减小．
互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。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。
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。
2.在断电自感中，灯泡的亮度变化 自感电动势(的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流 的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样．自感电动势阻碍的 对象是“电流的变化”，而不是电流本身．
如图所示，当电流处于稳定状态时，流过 L 的电流为 I1＝Er(电源内阻不计)，方向由 a→b；流过灯泡 A 的 电流 I2＝ER.断开 S 的瞬间，I2 立即消失，而由于线圈的自感，I1 不会马上消失，线圈总力图维持 I1 的存在， 所以线圈上产生一个 b 端为正、a 端为负的自感电动势，与灯泡组成 abcd 回路，由此流过 A 的电流由大小 I2 变成 I1，方向由 d→c 变成 c→d.可见通过 A 的电流大小与方向都发生了变化． 至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于 I2 与 I1 谁大谁小, 也就是取决于 R 和 r 谁大谁小．在图中，(1)如果 R>r，就有 I1>I2，灯泡会先更亮一下才熄灭. (2)如果 R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭． (3)如果 R<r，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭. 产生自感电动势的效果体现为线圈中电流在原来电流 值基础上逐渐减小，而不是电动势与线圈两端电压相等， 自感电动势可以超出线圈两端原电压．
第二章
互感和自感
高二暑期物理预习班
互感和自感
互感现象
在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。 这种现象叫做互感， 这种感应电动势叫做互感电 动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一 个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的 应用。 变压器就是利用互感现象制成的。
小结
互感现象 两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在 另一个线圈中产生感应电动势的现象
互感电动势 互感现象中产生的电动势
互感的应用 利用互感现象可以把电能由一个线圈传递到另一个线圈．如变压器等。
自感现象
当一个线圈中的电流变化时，在本身激发出感应电动势的现象
线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。
自感电动势的作用：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。
变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的开关断开 时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电 火花， 烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。 因此，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，避免出现电火花。
感应电动势自的 作感用电是使动线势圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大
自感电动势由的方于向自(增反身减电同)流变化导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的电动势
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
互感现象中自产生感的电电动动势势的作用
接通电源的瞬间，电流增加，线圈 L 中产生感应电动势。 根据楞次定律， 感应电动势会阻碍电流的 增加，所以灯泡 A1较慢地亮起来。
自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。 (2)判断自感电动势方向，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反； 利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 变压器就是利用互感现象制成的。 自感系数与线圈的匝数、大小、形状，以及是否有铁芯等因素有关． 另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 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。 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． 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。 线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。
什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？
原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭 或正常发光。 当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬 时的很高的自感电动势，该电动势会补充A灯或A2灯中的电流，从而 使A灯或A2灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。
磁场的能量
问题：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间， 有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是 从哪里来的？
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。
当线圈刚刚接通电源的时候，自感电动势阻碍线圈中电流的增加； 当线圈中 已经有了电 流而电源断开或电流变弱的时候，自感电动势又阻碍线圈中电流 的减少。 线圈的自感系数越 大，这个现象越明显。 有时我们借用力学中的术 语，说线圈能够体现电的“惯性”。
线圈插铁芯
自感电动势的大小 自感电动势的大小与电流的变化率成正比
L 是比例系数，它与线圈的大小、形状、圈数， 以及是否有铁芯等因素有关，叫做自感系数， 简称自感或电感。 电感的单位是亨利 （henry）， 简称亨，符号是 H。 常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(µH)。 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。
最好使用油浸开断关开，即电把源开关的的瞬接触间点，浸在电绝流缘油减中少，避，免线出现圈电火L 花中。产生感应电动势。 根据楞次定 利用互感现象可律以，把能感量应由一电个动线圈势传会递到阻另碍一个电线流圈，的因减此在少电，工技所术以和电灯子泡技术A中慢有广慢泛地的应熄用灭。 。
思考
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？
变化，使得通过电感线圈的电流不能突变；
若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕减同) 电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加，自感电动势与原电流方向相反； 电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势与原电流方向相同． 自感电动势的大小
通、断电自感中，灯泡亮度变化的分析
1.在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起如图所示的电 路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电阻R，使两个灯泡 亮度相同，然后断开电路，再次接通的瞬间．
条件
现象
原因
S闭
A2先亮
由于A2支路为纯电阻不产生自感现象
合的
瞬间 A1逐渐亮起 由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大
慢一些
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。 沿已有的闭 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？ 合回路流动
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？
不一致
4. 开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的 电流更大？为了使实验 的效果更明显，对线圈 L 应该有什 么要求？
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。
这种现象称阻为自碍感原，由电于流自感的而变产生化的，感应而电不动势是叫阻做自止感，电动电势流。 仍在变化，只是使原电流的变化时 电自流感减 电小动时势间，的自大变感小长电与动电，势流即阻的碍变总电化是流率的成起减正着小比，推自迟感电电动流势与变原化电流的方作向相用同． 有原时因我 ：们在借自电用感力系感学数线中很的大圈术的阻语情，况碍说下作线，圈灯用能泡的够会体会理现闪解电亮的一下“惯，性然”。后熄灭或正常发光。 这种现象叫若做互电感路， 这中种的感应电电流动势正叫在做互改感变电动，势电。 感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的
自感系数的大小决定因素 自感系数与线圈的匝数、大小、形状，以及是否有铁芯等因素有关． 磁场的能量 自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有时，电源把能量输送给线圈， 储存在磁场中，电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能.
自感现象的分析思路
(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)． (2)判断自感电动势方向，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流 方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势与原电流方向相同． (3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，由于自感电动势方向与原电 流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时(如断电)，由于自感 电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐 渐减小．
互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。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。
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。
2.在断电自感中，灯泡的亮度变化 自感电动势(的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流 的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样．自感电动势阻碍的 对象是“电流的变化”，而不是电流本身．
如图所示，当电流处于稳定状态时，流过 L 的电流为 I1＝Er(电源内阻不计)，方向由 a→b；流过灯泡 A 的 电流 I2＝ER.断开 S 的瞬间，I2 立即消失，而由于线圈的自感，I1 不会马上消失，线圈总力图维持 I1 的存在， 所以线圈上产生一个 b 端为正、a 端为负的自感电动势，与灯泡组成 abcd 回路，由此流过 A 的电流由大小 I2 变成 I1，方向由 d→c 变成 c→d.可见通过 A 的电流大小与方向都发生了变化． 至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于 I2 与 I1 谁大谁小, 也就是取决于 R 和 r 谁大谁小．在图中，(1)如果 R>r，就有 I1>I2，灯泡会先更亮一下才熄灭. (2)如果 R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭． (3)如果 R<r，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭. 产生自感电动势的效果体现为线圈中电流在原来电流 值基础上逐渐减小，而不是电动势与线圈两端电压相等， 自感电动势可以超出线圈两端原电压．