高中物理选修互感和自感

a
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结论2：
当导体中原来的电流减小时，自 感电动势阻碍其减小．
a
15
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
A
a
b
R EK
图3
a
ห้องสมุดไป่ตู้
16
注意：
1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下 当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭 当IL<IA或 IL=IA时,不会闪,逐渐熄灭 2．断电实验中，线圈的电流方向不变，而灯 电流方向与原来方向相反
a
8
演示1
通电 瞬间
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.
分析：
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线
圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电 动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L
中电流增加，即推迟了电流达到正常值的 时间。
断电自感现象
a
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演示2
断电 瞬间
现象： S断开时，A 灯突然闪亮一下
才熄灭。 思考与讨论：P23
• 提示：断电前后情况比较
i
IL IA
iL
t
O
iA
• 分析：
• 断电前通过A灯的电流是由电源提供的， 根据电路中并联规律可知，线圈L的电阻由于 很小，故电路中的电流大部分流过线圈L，有 IL＞IA，断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍 自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流 过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再 熄灭的现象出现．
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。
如：变压器
收音机里的磁性天线.
问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不 会产生感应电动势？
L
K
通电自感现象
A、两灯同时亮，同时灭
B、合上S，B比A先达到正常发光状态
C、断开S，AB两灯都不会立即
灭，通过AB两灯的电流方向都
与原电流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮
一下后，再熄灭
a
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问题与 练习
P25(1)(2)(3)
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到2 I0
L
I0
S
提示：线圈中的电流不能突变
R
R
3偏偏、，转如则情图当况示断是电开：路（S的，瞬合B 间上），S时电，流发表现A1电、流A表2指A针1向的左
A. A1向左，A2向右 B. A1向右，A2向左
条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间
，两电流表的读数I1、I2的大小关系是（
A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；
B、接通时I2<I1，断开时I1=I2；
C、接通时I1>I2，断开时I1<I2；
D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
R2
B）
S R1
A1
A2
L
a
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5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻 不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在 开关合上和断开时 （ B ）
圈中产生的自感电动势也越大； D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
a
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2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计
，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0， 今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生
，这电动势（ D ）
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
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.
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。
3与 IL.原≤AI的来A；电的如阻IL果和RRAI的AL<哪大R一A小，个来则大决I，L定>要I。A由。如L果的R直L≥流R电A，阻则RL
a
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讨论:
1) 为了使灯泡闪亮效果更明显对 线圈L应该有什么样的要求?
2) 为了使灯泡持续更长时间对线 圈L应该有什么样的要求?
b
a
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2)自感电动势的作用：（延缓电流变化） 阻碍导体中原来电流的变化。
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。
1 应用： 在交流电路中、在各种用电 设备和无线电技术中有着广泛的应用。 如日光灯的镇流器等。
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。
自感电动势的方向
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流方向相同.
增反减同
4.自感电动势的大小： 与电流的变化率成正比.
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 A1 R A2
S R1
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ） A、感应电流一定和原电流方向相反； B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
系数一定较大； C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
a.导体中原电流增大时，自感电动势阻碍 它增大。
b.导体中原电流减小时，自感电动势阻碍 它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
自感电动势的方向：楞次定律（增反减同）
a
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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.
3.自感电动势的作用：阻碍导体中原来的
S R1
R2
A1
C. A1 、A2都向右 D. A1 、A2都向左
A2
L
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，指针左偏
断开S的瞬间， L中电流不能突变， A2向左偏，
通过闭合回路中的电流为逆时针方向， 向与原来相反，指针右偏。
A1中电流方
所以 A1向右，A2向左 a
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4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两
§4-6 互感和自感
a
1
法拉第和他的实验线圈
a
2
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时，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 防止：在切断自感系数很大、电流很 强的电路的瞬间，产生很高的电动势， 形成电弧，在这类电路中应采用特制的 开关。
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。
自感防止
a
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课堂训练
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
E L I t
三、自感系数
a
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三.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mH 微亨μH
阅读教材P24，回答问题： 1、线圈能够体现电的“惯性”，应该