《自感和互感》精品课件

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 A1 感现象是 比 A2 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 。
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
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。 2、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。 3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 （1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变 化。 I （2）自感电动势大小： E L t 4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关 5、磁场具有能量
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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. 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
D1
D2
L S
R
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
A
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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 . 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
A
R
A2
S
R1
观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。
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。
问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？
解释：在接通电路的瞬间，电路中 的电流增大，穿过线圈L的磁通量也 随着增大，因而线圈中必然会产生 感应电动势，这个感应电动势阻碍 线圈中电流的增大，所以通过A1的 电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐 渐亮起来。
3、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。
实验一：
1、先合上开关S，调节变阻器R的电阻，使同样规格的 两个灯泡A1和A2的明亮程度相同。
2、再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。 3、然后断开开关S。 L A1
插入铁芯线圈的自感系数变大
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。
I I I I
t
t
t
t
A
B
C
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。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 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。
日光灯结构：
1、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需 要一个低于220V的工作电压。 E自 E
L
A
E自+E
2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬 时高压，可谁来充当自动开关？ ——启动器
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
阅读教材最后一段P24，回答问题：
自感系数很大有时会产生危害：
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。
五、自感现象应用—— 日光灯原理
慢一些 不一致 线圈插铁芯
沿已有的闭合回路流动
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
I EL 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）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（μ H）
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减
弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈 中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线 圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应 电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。
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A
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L 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 S 圈的电流随时间的变化图像为 A 图，通 C 过灯泡的电流随时间的变化图像为 图； 若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随时 间的变化图像为 B 图，通过灯泡的电流图像为 D 图。
第六节：互感和自感
法拉第和他的实验线圈
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？
收音机的接收信号：
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。 2、利用互感现象可以把能量从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应用。变压器 就是利用互感现象制成的。
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
实验二：
1、把灯泡A和带铁芯 的线圈L并联在直流电路中。 2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。
A L
S
观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。