4.6-互感和自感-

断电自感：磁场能 电场能
通电自感：电场能
磁场能
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
[楞次定律的第二种表述] 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因。 一般用于定性判明感应电流所引起的机械效果。
常见的具体情况有四种：
1、就磁通量而言，总是阻碍原磁通量的变化 （“增反减同”） 2、就相对运动而言，总是阻碍所有导体间的相对运动 （“来拒去留”） （“増缩减扩”） 4、阻碍原电流的变化（自感现象） （“增反减同”）
3）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？
4）当电流变化时，螺线管中是否产生电磁感应现象？ 5）当电流变化时，螺线管中是否产生感应电动势？ 6）规律及作用？
二、自感现象
1、定义：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.自感现象中产生的电动势叫自感电动势；
E L
4.6《互感和自感》
复习
1、产生电磁感应的条件是什么？ 2、引起回路磁通量变化的情况有哪些？
问题： 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？
电流 变化时, 一、互感现象：当一个线圈中的_____ 磁场 会在另一个线圈中产 它所产生的变化的_____ 互感电动势 生感应电动势——____________
反馈训练
2、在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A 的电阻RA相等，则电键 断开前后通过线圈 A 图，通过灯 的电流随时间的变化图像为____ 泡的电流随时间的变化图像为____ C 图；
A L
S
若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间 B 图，通过灯泡的电流图像为_____ D 图。 的变化图像为____
演示2:断电自感
现象：断开电路的瞬间，灯泡会更亮一下才逐渐熄灭
讨论：在如图所示的电路中，当开关S断开瞬间，灯泡A会更亮
一下的条件是什么？
①若RA＞RL，有IA＜IL，在断开开关的瞬间，通过灯 泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。 ②若RA≤RL，有IA≥IL，断开开关后，通过灯泡的电流 减小，灯泡不会更亮一下。
日光灯结构：
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
自感现象的防止
L很大
油浸开关
双 线 绕 法
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。
3 6
用传感器研究自感现象
S
电流传 感器B
电流传 感器A
B
R
数据采 集感器
A
iA、 iB
o
t
自感系数很大有时会产生危害：
体验自感
◆名称: 擦出电火花！
◆器材: 干电池一节、小线圈一只、导线若干。
◆要求: ①构建电路，能看到电火花的闪现； ②能体会到轻微的电击感。 ◆电路:
a
b
自感现象的应用
自感现象应用——— 日光灯原理
绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度 发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（
BC ）
A ．A可带正电且转速减小
B ．A可能带正电且转速增大 C ．A可能带负电且转速减小
D ．A可能带负电且转速增大
练习：
2 ．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（ BC ） 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
互感的应用和防止
应用：
变压器
“磁性天线”
变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成。利用互感现象把 广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈
防止：在电力工程和电子电路中，互感现象 有时会影响电路正常工作。
看图回答以下问题：
1）螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？ 2）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？
I t
3.自感电动势的作用：阻碍导体原电流变化； 4.自感电动势的方向：“增反,减同”
【实验探究一】 演示1:通电自感 如图所示电路，先闭合开关S调 节变阻器R，使同样规格的两个 灯泡A1和A2的明亮程度相同， 再调节变阻器R1使两个灯都正常 发光，然后断开开关S，注意观察： 重新闭合开关S的瞬间，两个灯泡 会有什么现象呢？
问题： 如图断开、闭合开关瞬间， • × C • CD中会有感应电流吗？ • A 这是互感吗？
•× • × • × • • • • • I• • • •
G
• × • •
D B
注意：
S
同一铁芯 上的两个线圈 １．互感现象不仅发生于绕在_________ 相互靠近 的电路之间。 之间，而且可以发生于任何__________ 能量 从一个电路传到另一个电路。 ２．互感现象可以把_____
课堂训练
3、如图所示的电路中，D1和D2是 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 同。在电键接通和断开时，灯泡 D1和D2亮暗的顺序是( A ) 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 D1 D2
L
S
R
课堂训练
4、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，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 L A
练习：
1 ．如图所示，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电
I I I I
t
t
t
t
A
B
C
D
三、自感系数
线圈的圈数
线圈的大小 ◆决定因素 线圈的形状 是否有铁芯 ◆单位： 亨利（H）
t ◆物理意义: 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
E L
I
甲 在铁芯上绕了几千 匝的线圈，乙 空芯线 圈，丙 一条导线弯了 几匝的线圈
H 、 m H 、 H
1H 1 0 m H 1 0 H
现象：接通电路的瞬间， 和滑动变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光， 和线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
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。
I I I
L
R
A1
A2
S
I
R1
t
t
t
t
A
B
C
D
【实验探究二】 如图所示电路，闭合开关S，灯泡正常发光，注意观察：断 开开关S瞬间，灯泡会有什么现象呢？
3、就闭合导体回路的面积而言，通过改变线圈面积来“反抗”
课堂训练
1、演示自感的实验电路图如右图所示， 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。 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 R A1 A2
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 A2 比 A1 先亮，最后 的灯泡。则当电键S闭合瞬间， A1 比 A2 亮 。