2019高中物理 22 自感和第3节 自感现象的应用精品课件
电工学自感互感ppt课件
变压器
在交流电路中，电感元件可以组 成变压器，实现电压和电流的变
换，以及电气隔离。
无功补偿
在交流电网中，电感元件可以用 于无功补偿，提高电网的功率因
数，改善电能质量。
电感元件在滤波电路中的应用
低通滤波器
电感与电容元件可以组成低通滤波器，允许低频信号通过，抑制 高频信号。
高通滤波器
利用电感元件，可以组成高通滤波器，用于消除低频噪声，提取高 频信号。
电工学自感互感ppt课件
• 自感现象 • 互感现象 • 电感元件的特性 • 电感元件的应用 • 自感和互感的实验研究
01 自感现象
自感现象的定义
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时 ，会在自身产生一个感应电动势 ，阻碍电流的变化，这种现象称 为自感现象。
产生原因
由于磁场的变化导致线圈中的磁 通量发生变化，从而产生感应电 动势。
03 电感元件的特性
电感元件的电压电流关系
总结词
电感元件的电压和电流之间存在相位差，即电压超前电流90 度。
详细描述
当交流电通过电感元件时，由于磁场的变化，会产生感应电 动势，这个电动势会阻碍电流的变化。因此，电感元件的电 压和电流之间存在相位差，即电压超前电流90度。
电感元件的功率损耗
总结词
带通滤波器与带阻滤波器
通过调整电感与电容的参数，还可以实现带通或带阻滤波，允许或 抑制特定频段的信号通过。
电感元件在谐振电路中的应用
1 2 3
串联谐振
在串联谐振电路中，电感与电容的阻抗相互抵消 ，使得整个电路呈现纯阻性。此时，电流最大， 而电压与电阻成正比。
并联谐振
在并联谐振电路中，电感与电容的电流相互抵消 ，总电流为零。此时，电压最大，而电流与电阻 成正比。
1.6 自感现象与其应用
1.6 自感现象及其应用适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域粤教版课时时长（分钟）60知识点自感现象；自感电动势；自感系数；日光灯 .教学目标1．知道什么是自感现象及自感电动势，会分析和解释自感现象．2．知道自感电动势的大小和自感系数有关，并知道影响自感系数的因素．3．知道日光灯的组成，能用自感的知识分析日光灯的启动及工作原理．教学重点影响自感系数的因素．教学难点用自感的知识分析日光灯的启动及工作原理．教学过程一、复习预习1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2．引起回路磁通量变化的原因有哪些？3．自感：由于线圈本身的_____________________而产生的电磁感应现象．答案：1．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生. 2．磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等．3．电流发生变化二、知识讲解课程引入：首先请思考以下两个问题：（1）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？（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的知识。
考点/易错点1自感现象1、自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2、自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．3、自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．4、实验与探究电路现象自感应电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡L1逐渐变亮. 阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡L′逐渐变暗. 阻碍电流的减小考点/易错点2自感系数1、物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．2、影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．3、单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH .考点/易错点3日光灯1、主要组成：灯管、镇流器和启动器．2、灯管(1)工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的颜色由荧光粉的种类决定．(2)气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多．3、镇流器的作用日光灯启动时：提供瞬时高压；日光灯启动后：降压限流．4、启动器(1)启动器的作用：自动开关．(2)启动器内电容器的作用：减小动、静触片断开时产生的火花，避免烧坏触点．考点/易错点4自感现象的理解1、对自感电动势的进一步理解(1)自感电动势产生的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，因而在原线圈中产生感应电动势．(2)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．(3)自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同．2、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)，自感电动势方向与原电流方向相同．(3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，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．特别提醒自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长．考点/易错点5自感现象中灯泡亮度变化在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗．要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况.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，灯泡逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小，达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2①若I2≤I1，逐渐变暗②若I2>I1，灯泡先亮一下再变暗，两种情况电流的方向都变化特别提醒线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用是不同的．对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的，它决定了要达到稳定值所需的时间；对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的，决定了电流所能达到的稳定值．考点/易错点6日光灯的工作原理1、构造日光灯的电路如图所示，由日光灯管、镇流器、开关等组成．2、日光灯的启动当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开，通过镇流器的电流迅速减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬间高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始导电，于是日光灯管就成了通路开始导电发光．3、日光灯正常工作时镇流器的作用由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化，当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向，当交流电减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器起降压、限流的作用．三、例题精析【例题1】【题干】关于自感现象，正确的说法是( )A．感应电流一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大【答案】D【解析】当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时与原来的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关．故选项C错误；结合选项B的错误原因可知，选项D正确．点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．【例题2】【题干】如图所示电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )A．当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮B．当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮C．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭D．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变【答案】C【解析】当开关S闭合时，电路中电流增加，由于线圈的自感作用，其中产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；之后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，因B灯所加电压增加而变得更亮．点评开关闭合时，线圈自感电动势与电源电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．【例题3】【题干】(双选)在如图所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光．则下列说法中正确的是( )A．当断开S时，灯A立即熄灭B．当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭C．用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭D．用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭【答案】BC【解析】在S断开的瞬间，L与A构成闭合回路，灯A不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据P＝I2R可知，灯A能否闪亮，取决于S断开的瞬间，流过A的电流是否更大一些．在断开S的瞬间，灯A中原来的电流I A立即消失．但灯A和线圈L组成一闭合回路，由于线圈L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果I L>I A，则灯A熄灭之前要闪亮一下；如果I L≤I A，则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于I L和I A的大小关系，由R A和R L的大小关系决定：若R A>R L，则I A<I L，灯将闪亮一下；若R A≤R L，则I A≥I L，灯将逐渐熄灭．点评开关断开时，原电源不提供电流，若线圈形成回路，则自感电动势会通过回路形成电流，因此断电时线圈起到瞬间电源的作用．【例题4】【题干】(双选)在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是( ) A．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压、点燃后起降压限流作用B．日光灯点燃后，镇流器、启动器都不能起作用C．日光灯点燃后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D．日光灯点燃后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低电能的消耗【答案】AC【解析】镇流器在日光灯点燃时产生一个瞬时高压，点燃后起到降压限流作用，故A对；点燃后，镇流器仍有用，降压限流，而启动器就不起作用了，可以将启动器去掉，故B不对，C对；日光灯灯管电阻很小，电流不能太大，灯管发光后，由于通入了交流电，使线圈产生了自感作用，阻碍了电流的变化，镇流器起降压限流的作用，若使镇流器短路日光灯就不能正常工作了，故D不对．点评日光灯管在点燃和正常发光时的工作状态：日光灯管在点燃时需要500 V～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管点燃后，它的电阻变得很小，只允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用．【例题5】【题干】(双选)在图甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通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】AD【解析】甲图中，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中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，灯泡A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此，灯泡渐渐变暗．乙图中，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阻碍电流的变小，电感线圈相当于一个电源给灯A 供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过A的电流是从IL开始逐渐变小的，所以灯泡要先亮一下，然后渐渐变暗，故选项A、D正确．方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．【例题6】【题干】如图所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S 突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是( )【答案】D【解析】开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小为零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对．方法总结解图象问题时，先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系；其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素来确定图象．四、课程小结1、自感现象●自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．●自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．●自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．2、自感系数●物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．●影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．●单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH . 1H=103 mH 1H=106μH3、日光灯●日光灯主要由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成．●灯管中气体在导电时主要发出紫外线，荧光粉受到紫外线的照射发出可见光．●启动器的作用为自动开关．●镇流器在启动器动静触片断开后，提供瞬时高压点燃灯管，之后起到降压限流的作用．。
高中物理《自感》课件PPT
A．I1 开始较大而后逐渐变小 B．I1 开始很小而后逐渐变大 C．I2 开始很小而后逐渐变大 D．I2 开始较大而后逐渐变小
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AC [闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生 反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始 I2 很小，随着电流达 到稳定，自感作用减小，I2 开始逐渐变大．闭合开关 S 时，由于线圈 阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小， 所以 R1 上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故 A、C 正确．]
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通、断电自感中灯泡亮度变化问题
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
电流逐渐增大，灯泡逐 灯泡立即变亮(自感线圈电阻不可
通电时
渐变亮
忽略)
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电路中稳态电流为 I1、I2 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐 (1)若 I2≤I1，灯泡逐渐变暗
渐变暗，电流方向不变 (2)若 I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗， 两种情况灯泡电流方向均改变
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训练角度 2：断电自感 2．(多选)如图甲、乙电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻都很 小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则下列说法中正确的 是( )
甲
乙
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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
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2．启动器的构造及作用 启动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，一个是 固定不动的 静触片 ，另一个是双金属片制成的 U型动触片 ．启动 器的作用是在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开，相当于 一个自动开关．
高中物理 2.2 自感课件 鲁科选修32
1
2-3
练一练 (多选)下列关于自感的说法中正确的是( ) A.自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B.自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关 C.自感电流的方向总是与原电流的方向相反 D.对不同的线圈,电流变化快慢相同时,产生的自感电动势可能不同 解析:由自感的定义知选项A正确;在自感现象中产生的感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化快慢有关,选项B正确;根据楞次定律,自感电流的方向也可能与原电流方向相同;自感电动势与线圈的自感系数有关,不同的线圈的自感系数可能不同,当电流变化快慢相同时,产生的自感电动势可能不同,选项D正确。 答案:ABD
1 2 3 4 5
5.(多选)某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )
A.第1 s末 B.第2 s末 C.第3 s末 D.第4 s末 解析:在图象中0~1 s时间内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2 s时间内原电流负方向增加,所以自感电动势与其反方向相反,即沿正方向;同理分析2~3 s、3~4 s时间内自感电动势的方向,可得选项B、D符合题意。 答案:BD
探究一
探究二
探究一
探究二
特别提醒 电流减小时(如断电)由自感电动势产生的自感电流与原电流方向相同,其电流大小一定小于产生自感电动势的线圈中原先所通电流的大选)如图所示,电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通开关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 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
探究一
探究二
探究一对自感现象的理解 问题导引 如图所示,无轨电车在行驶过程中,由于车身颠簸,使车顶上的集电弓瞬间脱离电网线,这时可以观察到有电火花闪现。试分析产生电火花的原因。
自感现象及应用
继电器
继电器是一种利用小电流控制大电流的开关器件，广泛应用于电力系统、自动化控 制和通信等领域。
在继电器中，自感元件用于储存能量，当电流超过一定值时，自感产生的感应电动 势会阻止电流继续增加，从而保护电路。
研究磁场与电流的关系
80%
研究目的
探究磁场与电流之间的关系，了 解自感现象与互感现象的产生机 理。
100%
实验器材
自感线圈、电源、开关、电流表 、导线、磁场测量仪等。
80%
实验步骤
将自感线圈置于磁场中，通过电 源向线圈中通入不同频率的交流 电，观察磁场与电流的变化关系 ，记录实验数据并进行分析。
电磁感应实验
自感现象及应用
目
CONTENCT
录
• 自感现象概述 • 自感现象在电路中的应用 • 自感现象在磁学中的应用 • 自感现象在物理实验中的应用 • 自感现象在其他领域的应用
01
自感现象概述
自感现象的定义
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，会在其自身产生一个感应电动 势，阻碍电流的变化，这种现象称为自感现象。
磁力矩器具有响应速度快、控制精度高、可靠性好等优点， 能够实现精确的位置和姿态控制。
04
自感现象在物理实验中的应用
测量自感系数
测量原理
通过测量电路中自感线圈在通断电瞬间产生的感应 电动势，可以计算出自感系数。
实验器材
自感线圈、电源、开关、电压表、电流表、导线等 。
实验步骤
将自感线圈接入电路，分别测量通断电瞬间感应电 动势，根据公式计算出自感系数。
要点二
磁感应成像（Magnetic Induction Im…
(鲁科版)物理选修3-2课件：第2章-第3节-自感现象的应用
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
不太重要，考纲中没有明显的要求，可以引导学生自学 .
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●新课导入建议 介绍内容引入新课
教 学 方 案 设 计
1．灯的历史(各时期灯的图片介绍)． 2．引入日光灯的广泛使用(日光灯的优点、特点)．
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
课 前 自 主 导 学
在物理、化学实验室里可以作为 小功率高压 电源，在 汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作．
菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
(3)自感现象的其他应用 ①应用 在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电 容器组成 振荡电路 来发射电磁波；在收音机和电视机中，
1.日光灯的工作原理及镇流 器的作用．(重点) 2.感应圈的工作原理．(重点) 3.镇流器及启动器的作用．( 难点)
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
自感现象的原理及应用
自感现象的原理及应用1. 引言自感现象是一种物理现象，指的是当电流经过一条导线时，产生的磁场会对导线本身产生感应电动势的现象。
这种自感作用在电路设计和应用中具有重要的作用。
本文将介绍自感现象的基本原理、计算方法以及在电路设计和应用中的应用。
2. 自感现象的原理自感现象基于法拉第电磁感应定律，即改变磁通量线的大小和方向会在导线上产生感应电动势。
自感现象的原理可以用以下公式表示：$$ V = -L \\frac{di}{dt} $$其中，V表示电压，L表示自感系数，di/dt表示电流的变化率。
3. 自感系数的计算自感系数是用来衡量导线对其本身产生的磁场的感应程度。
具体计算方法如下：•直线导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot \\pi \\cdot d}{ln(\\frac{8d}{r})} $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，d表示导线的长度，r表示导线的半径。
•环形导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot R}{2} \\cdot \\left[ln\\left(\\frac{8R}{r}\\right)-1\\right] $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，R表示环形导线的半径，r表示导线的半径。
4. 自感现象在电路设计中的应用自感现象在电路设计中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景。
•电感器：电感器是利用自感现象制造的一种电子元件，常用于滤波器、功率供给器、谐振器等电路中。
它们基于自感现象的特性，可以实现对特定频率的信号进行滤波和放大的功能。
•电感耦合：在一些电路中，可以利用自感现象实现电感耦合，将两个或多个电路以电感器作为耦合元件连接起来。
这种电感耦合可以实现信号的传输和干扰的隔离。
•变压器：变压器是基于自感现象的原理构造的，它利用电磁感应现象和自感现象将交流电压从一路传送到另一路。
人教版高中物理《互感和自感》PPT优秀课件
？ 线圈产生感应电动势
阻碍电
流减小（补偿）
1 感应电流方向如何？
2 原电流方向如何？
I
灯逐渐熄灭
3 通过灯的电流怎样变化？ O
t
在自感现象中产生的电动势叫自感电动势，用E表示。
总是阻碍电流的变化，及延缓电流变化
导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电 动势（原电流）方向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，此 时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相同。
的电流随时间变化的图象是下图中的哪
一个( ) D
i2
A
i1
L
S
i1 i
i2
O -i2
t1
-i1
A
i1 i
Байду номын сангаасi2
t
O -i2
t1
-i1
B
i i1
i1 i
i2
i2
O t -i2
t1
t
O -i2
t1
t
-i1
C
-i1
D
练习３
如图所示，Ａ、Ｂ两灯的电阻均为Ｒ，Ｓ１闭合时两灯的 亮度一样，若再闭合Ｓ２，待稳定后将Ｓ１断开，则在断开
再D长．的路开，一关步步S也接能走通完，瞬再短间的路及，不接迈开通双脚稳也无定法到后达。，灯泡有由a到b的电流，
任何的限制，都是从自己的内心开始的。 不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。
推而销产 在品要开针对关顾客S的断心，开不要瞬针对间顾客，的头灯。 泡中有从b到a的电流
世上并没有用来鼓励工作努力的赏赐，所有的赏赐都只是被用来奖励工作成果的。
阻不计,则在闭合S的瞬间，通过L的电流为 0A,通
自感现象的应用
第三阶段：
灯管发光后，由于它使用的电源是电流大小和方 向都在不断变化的交变电流，这样的电流通过镇流器时 会在线圈两端产生自感电动势,阻碍交变电流的变化,此 时镇流器起降压限流的作用。
对于氖泡，两端电压降低，启辉器保持断开状态而 不起作用。
电流由管内气体导电而形成回路，灯管进入工作状 态。
1.灯管内水银蒸汽导电，发出紫外线，使管壁上荧光粉 发出白光，要激发水银蒸汽导电需要很高的电压，日光 灯正常工作时又需要比220V低很多的电压．
自感现象的应用
复习引入
1.什么是自感现象？ 2.自感电动势方向有什么特
点
从两次实验中可看出，当线圈自身的电 流发生变化时，线圈本身就产生出感应电动 势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。
这种由于线圈本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
自感现象在各种电气设备和无线 电技术中有广泛的应用，日光灯电路 就是利用线圈自感现象的一个例子。
（3）在小锤式断续器中，当 电路开断时，小锤与螺丝钉 之间出现火花，这火花使电 流持续一段时间。因此，开 断时间也就延长了。为了减 小火花，缩短开断时间，在 线路中加装一个电容器C， 将它的一个极与小锤连接， 另一个极接到螺丝钉的支柱 上。电路开断的瞬间产生的 感应电流集中到电容器里。 电容器两极板带电，减小了 裂口处的火花，电路开断就 会进行得很快。由于电磁感 应，感应圈初级线圈断续地 通过直流电流时，次级线圈 就感应出几千伏乃至上万伏 的交变高电压。
2.为满足这些要求设置了镇流器和启辉器，启辉器的作 用是开关闭合后把连接灯管两端灯丝的电路接通，电路 接通后又使电路自动断开．(启辉器起自动开关的作用)
3.镇流器在起动器把电路突然中断的瞬间，由于自感现 象而产生一个瞬时高压加在灯管上，满足激发水银蒸汽 导电需要高压的要求，使日光灯管成为通路开始发 光．(镇流器起产生瞬间高压的作用)
自感现象的原理及应用
自感现象的原理及应用一.教学内容：自感与电磁感应的图象问题二.学习目标：1、掌握自感现象的原理及应用问题中典型题型的分析思路。
2、重点掌握电磁感应与图象综合类问题的分析方法。
考点地位：电磁感应现象与图象的综合类问题历来是高考的重点和难点，出题的形式既可以通过选择题的形式出现，也可以通过大型综合题的形式出现，重点考查学生对于法拉第电磁感应定律、安培定则、楞次定律等多方面知识的理解以及运用数学方法分析物理问题的能力，自感现象则体现了电磁感应问题与日常生活实际紧密联系，重点突出了对于楞次定律的深层理解，同时也考查学生抽象物理模型、分析物理模型的能力，如2008年全国卷Ⅰ卷第20题、全国Ⅱ卷第21题、江苏卷第8题、广东卷第18题、2007年全国理综1卷第21题都突出了对于这方面问题的考查。
三.重难点解析：1、自感现象（1）实验电路图1为通电自感实验，图2为断电自感实验。
说明：图1中调节R后使两灯泡亮度相同。
在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流，即。
（2）实验现象在图1中，闭合开关S，灯泡立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。
在图1中，断开开关S，灯泡L并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。
（3）实验分析①现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生了变化。
概念：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
说明：自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
在断电自感实验中，S断开前后，流过灯泡L的电流方向相反。
②本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。
在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。
注意：在图1中，通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故逐渐亮起来；在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过L的电流方向却和原来相反。
物理人教版高中选择性必修二(2019年新编)2-4互感和自感 讲义
第二章电磁感应第4节互感和自感【素养目标】1. 了解什么是互感现象,了解互感现象在生活和生产中的应用和防止。
2. 了解什么是自感现象,了解自感现象在生活和生产中的应用和防止;能够运用电磁感应的有关规律分析通、断电自感现象;了解自感电动势的计算式。
3. 知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的大小与哪些因素有关,知道它的单位。
【必备知识】知识点一、互感现象(1)定义: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。
互感现象中,产生的电动势叫作互感电动势。
(2)应用:互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
(3)危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作,这时要设法减小电路间的互感。
知识点二、自感现象(1)定义:一个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。
由于自感而产生的电动势叫作自感电动势。
(2)自感电动势大小:正比于电流(或磁通量)的变化率公式:(1)E =n ·ΔΦΔt (2)E =L ·ΔI Δt(式中L 表示自感系数)方向:遵守楞次定律,即当原电流增大时,自感电动势与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势与原电流方向相同作用:总是阻碍线圈中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用(2)自感系数物理意义:表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量大小的决定因素:与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关单位:国际单位是亨利,简称亨,符号是H,常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH),1H=103mH=106μH知识点三、磁场的能量(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。
物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感(共28张ppt)
3、两类自感现象 （2）断电自感
①断电瞬间：灯泡延迟熄灭，熄灭前可能会 闪亮一下（比原来更亮）。
原因：线圈L自身产生了自感电动势，这个感应电动势要阻 碍线圈中电流的减小，故线圈L的电流不会立即变为0，而是
从原来的值逐渐减为0，此时线圈和灯泡形成回路，线圈中 的电流倒流过灯泡，故灯泡会延迟熄灭。
②灯泡熄灭情况
自感现象的防止
有些直流电路中含有自感系数很大的线 圈，当电路中的开关由闭合到断开时， 线圈会产生很高的自感电动势，操作不 当，会被强烈电击，危及人身安全。
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。
双绕线法消除自感
思考：在断电自感实验中，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？
观察：开关刚闭合时，两只灯泡的发光情况。 现象：与可调电阻连接的灯泡先亮，与线圈连接的灯泡后亮。
思考：为什么A2先亮，A1后亮呢？
分析：由于线圈L自身的磁通量增加，产生了感应电动势，这个感应电动势要阻
碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯 A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
思考：（1）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？ （2）在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢
变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？
（1）：线圈中电流逐渐减小，倒流过灯泡，所以，开关断 开后流过灯泡的电流方向和开关断开前相反。
（2）：线圈中产生的自感电动势，只是延缓了线圈中电流 的减小，线圈中电流会从开关断开前的数值逐渐减小到零。
观察：开关断开时，灯泡的发光情况。 现象：灯泡延迟熄灭，熄灭前闪亮了一下（比原来更亮）。
自感现象及其应用ppt文档
在自感现象中产生的感应电动势．
4．自感系数
(1)定义：描述
自身特性的物理量，又称自感或电感．
(2)物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量． (3)大小的决定因素：与线圈的大小、形较状慢、匝的数亮以阻及碍有无 等因素有关． (4)单位：国际单位是亨利，简称起亨来，符号是 ，常用的还有毫亨(mH)和
BD [启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生 高压，故 A 错误；日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势， 起降压、限流作用，故 B 正确；保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光 灯管，灯管两端电压小于 220 V，故 C 错误；启动器在启动时，相当于自动开 关的作用，启动后双金属片恢复原状，故 D 正确．]
[合 作 探 究·攻 重 难]
通电时 断电时
电流逐渐增大， 灯泡逐渐变亮
电流逐后逐渐减小达到 稳定 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 两种情况灯泡电流方向均改变
对自感现象的分析 灯泡亮度的变化分析 与线圈串联的灯泡 电路图
(3)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． ( )
(4)日光灯使用的是稳恒电流．
()
(5)日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了．
()
(6)镇流器只起升压作用．
很低
()
【提示】 (2)当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
高压
(4)日光灯使用的是交变电流．
降压限流
日光灯启动时，通提电供线圈 ；日光灯启动后，
4．启动器
启动器的作用： ．
H
103
106
自感现象及其应用
自感现象：由于线圈本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象。 自感电动势：在自感现象中产生的感应电 动势。自感电动势将在闭合电路中产生自 感电流；且自感电动势总是阻碍导体中原 来电流的变化。
自感系数
定义：描述通电线圈自身特性的物理量, 与线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯 有关。
单位：亨利（H） 磁通量的变化率
实验二：断电自感
电路图
实验演示
观察开关断开后，灯亮度的变化情况。
现象：灯没有随开关的断开马上熄灭，而 是逐渐变暗。 提示：断电前后电流流向比较
原因：开关断开后，线圈电流减小，由于 自感作用，其电流只能逐渐减小，该电流 流过灯泡，所以灯泡逐渐变暗。 结论：当导体中原来的电流增加时，自感 电动势阻碍其增加；当导体中原来的电流 减小时，自感电动势阻碍其减小。
自感电动势
自感系数
日光灯
日光灯主要由灯管、镇流器和启动 器组成。
日光灯
启动器
镇流器
日光灯电路图
日光灯工作原理
闭合开关，电源电压加到启动器两极, 其内氖气发光使双金属片受热接触，电路 接通，镇流器线圈和灯管的灯丝中有电流, 氖气停止放电，U 形触片冷却断开。断开 瞬，灯管内惰性气体和汞蒸汽电离，使 灯管发光。
导 入
自感是一种特殊的电磁感应现象。 穿过回路的磁通量发生变化时，将 在回路中产生感应电动势；那么，当导 体或线圈本身的电流变化从而磁通量变 化时（自感）会产生什么现象呢？
自感现象
实验一：通电自感
电路图
实验演示
观察开关闭合后，两灯亮度的变化情况。
现象：L2立即变亮，L1逐渐变亮。 原因：闭合开关，L2支路电流立即增大, L1支路由于由于线圈自身的磁通量增加, 产生自应电动势，这个感应电动势总是 阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流 的变化，故通过与线圈串联的灯泡的电 流不能立即增大到最大值，它的亮度只 能慢慢增加。
第3节 自感现象的应用
辐射的
2.在日光灯的连接线路中,关于启动器的作用,以下说 法正确的是（ C ） A.日光灯启动时,为灯管提供瞬时高压 B.日光灯正常工作时,起降压限流的作用 C.起到一个自动开关的作用,实际上可用一个弹片开关 代替(按下接通，放手断开) D.以上说法均不正确
3.日光灯的主要部件有灯管、镇流器、启动器.日光灯灯管的两端各有 一个灯丝，灯管内充有微量的氩气和稀薄的汞蒸气,灯管内壁上涂有荧 光粉.两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉 发出可见光.关于镇流器和启动器,下列说法正确的是（ AB ）
应用
小功率高压电源 低气压放电管 阴极射线管
演示空气中火花放电现象
汽车发动机、煤气灶的点 火装置
光谱管
X射线管
研究液体及固体介质的电容器击穿现象
三、自感现象的其他应用
在生产和生活中，自感现象是普遍存在的.凡有导线、
线圈的设备,只要有电流变化,都会有自感现象产生. 1.自感现象的应用 自感线圈是交流电路中的重要元件，在广播电台和 电视台的无线设备中，用它和电容器组成振荡电路来发 射电磁波；而在收音机和电视机中，同样也用振荡电路 来接收电磁波.
灯管发光原理
灯管内充有微量的氩和稀 薄的汞蒸气,灯管内壁涂有荧 光物质.当管内的气体被击穿 而导电时,灯管两端炽热的灯
丝就会释放出大量电子,这些
电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内壁的荧光物质 在紫外线的照射下发出可见光.根据不同的需要在管内充以 不同的气体，并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可以 制造出发不同颜色光的日光灯.
a
b
启
5.制作精密电阻时,为了消除在使用中由于电流的变化引 起的自感现象,用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线 绕法,其道理是（ C ） A.电路电流变化时，两根线中产生的自感电动势相互抵消 B.电路电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消