高二物理互感和自感

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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 。
接通电路，使灯泡A发光。 然后断开电路，观察到什么 现象？ 现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。 提出问题：为什么在断开电路时，灯泡会闪亮一下？ 分析：
断开瞬间，通过线圈的电流减弱，穿过线 圈的磁通量减少，线圈中就要产生感应电 动势阻碍原电流的减小，这一电流流经灯 泡所在的回路，使得灯泡不会立即熄灭， 而是比原来更闪亮一下后再逐渐熄灭。
§4.6 互感和自感
通许实验中学 孙素霞
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？
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、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. 3、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，互感现象在电 工技术和电子技术中有广泛 的应用。
讨论:对于问题4，在断开电路瞬间，线圈出现了自感现象， 产生了自感电动势来阻碍这种变化，此时，由于电源对灯泡 提供的电流已经消失，自感电动势给灯泡供电，使灯泡不立 即熄灭。若自感电动势对灯泡提供的电流比此前电源提供的 大，灯泡会出现闪亮一下的现象；若自感电动势给灯泡提供 的电流不如原来的大，只是延迟熄灭，不会出现闪一下的情 况。决定自感瞬间电流和电源供给灯泡的电流大小因素是它 们的电阻。
D1
D2
L S
R
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
再见！
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。由于自感现象而产生 的感应电动势叫做自感电动势。 实验一：自感视频\通电自感现象.flv
A1、A2是规格完全一样的灯泡。 闭合电键S，调节变阻器R，使A1、 A2亮度相同，再调节R，使两灯正
常发光，然后断开开关S。重新闭 合S，观察到什么现象？
设过线圈L与灯泡A的电流分别 为IL和IA，方向均为从左往右（图1） 在断开开关的瞬间，灯泡中的电 流IA立即消失，但是灯泡A与线 圈L构成一闭合回路，由于L的自 感作用，其电流IA不会立即消失， IA 而是在回路中逐渐减弱。 如果IL﹥IA,即RL﹤RA,则在灯泡熄灭 之前还要闪亮一下； 如果IL≦IA,即RL≧RA,则灯泡会逐渐 O 熄灭，而不会再闪亮一下。

图1
t
断电时通过灯泡的电流 随时间变化曲线(图2)
图2
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 提出问题：自感电动势是感应电动势，它是 由自身电流变化产生的，它和电流变化有什 么关系呢？ 分析：由法拉第电磁感应定 律可知感应电动势 而磁通量与磁感应强度B成 正比，又因为在电流磁场中 任意一点的磁感应强度与电 流成正比，所以穿过线圈的 磁通量与电流成正比，则
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。
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 EL （2）自感电动势大小： 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，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
L
A
A
D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
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4、如图所示的电路中，D1和D2是 两个相同的小灯泡，L是Байду номын сангаас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
E t
I
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 （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： 灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡 A1逐渐亮起来， A1即总比A2 滞后一段时间。
两个灯泡稳定时发光亮度是一样的，为什 提出问题： 么电路接通时， A2立即点亮而A1要滞后一 段时间？
分析： 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线L的 磁通量逐渐增加，根据法拉第电磁感应定律可 知这个线圈L中要产生感应电动势。用楞次定 律还可以判定出感应电动势的方向与原来的电 流方向相反，阻碍L中电流增加，故通过灯A1 的电流不是立即变强而是逐渐增强，即推迟了 电流达到正常值的时间。 实验二自感视频C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\自感视频\ 断电自感现象.flv\互感 自感.flv