《自感和互感》精品课件

课堂训练
3、如图所示的电路中，D1和D2是 、如图所示的电路中， 两个相同的小灯泡， 是一个自感 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 系数相当大的线圈，其阻值与 相 在电键接通和断开时， 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 1后灭 接通时 先达最亮，断开时D B. 接通时 2先达最亮，断开时 2后灭 接通时D 先达最亮，断开时D C. 接通时 1先达最亮，断开时 2后灭 接通时D 先达最亮，断开时D D. 接通时 2先达最亮，断开时 1后灭 接通时D 先达最亮，断开时D D1 D2
反馈训练
1、实验一中，当电键闭合后， 实验一中，当电键闭合后， 实验一中 通过灯泡A 通过灯泡 1的电流随时间变化 的图像为 C 图；通过灯泡A2的 通过灯泡 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 实验二：
1、把灯泡A和带铁芯 的线圈 并联在直流电路中。 、把灯泡 和带 的线圈L并联在直流电路中 并联在直流电路中。 2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。 、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。
L S
R
A
课堂训练
4、如图所示，L为自感系数较大的线 、如图所示， 为自感系数较大的线 圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当 电路稳定后小灯泡正常发光， 断开电键的瞬间会有 A . 灯A立即熄灭 立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭 慢慢熄灭 C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 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 突然闪亮一下再突然熄灭 L A
S
R1
观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。 观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。
现象： 现象：
立刻正常发光， 灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐 渐亮起来。 渐亮起来。
问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？ 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， 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 的电流增大，穿过线圈 的磁通量也 随着增大， 随着增大，因而线圈中必然会产生 感应电动势， 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 线圈中电流的增大，所以通过 电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐 电流只能逐渐增大，灯泡 渐亮起来。 渐亮起来。
五、自感现象应用—— 日光灯原理 自感现象应用
日光灯结构： 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 、日光灯启动时需要一个瞬时高压， 要一个低于220V的工作电压。 的工作电压。 要一个低于 的工作电压 E自 L A E
E自+E
2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬 、自感系数较大的线圈（镇流器） 时高压，可谁来充当自动开关？ 时高压，可谁来充当自动开关？ ——启动器 启动器
A L
S
观察：当电路断开时，灯泡 的亮度变化情况 的亮度变化情况。 观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。
现象： 断开时 断开时， 灯突然闪亮一下才熄灭。 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， 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 穿过线圈的磁通量也就很快减少， 中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开， 中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线 和灯泡A组成了闭合电路 圈L和灯泡 组成了闭合电路，在这个电路中有感应 和灯泡 组成了闭合电路， 电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。 电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。
实验一：
1、先合上开关 ，调节变阻器 的电阻，使同样规格的 先合上开关S，调节变阻器R的电阻 的电阻， 先合上开关 两个灯泡A 的明亮程度相同。 两个灯泡 1和A2的明亮程度相同。 2、再调节变阻器 1使两个灯泡都正常发光。 再调节变阻器R 使两个灯泡都正常发光。 再调节变阻器 3、然后断开开关 然后断开开关S。 然后断开开关 L R A1 A2
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， 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？ 断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚 至会比原来更亮？ 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， 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 能量储存在磁场中，开关断开时， 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源， 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。 成电能。
3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间, 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。 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， 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。 要设法减小电路间的互感。
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 由于导体本身的电流发生变化而产生的电 由于导体本身的电流 磁感应现象， 自感现象。 磁感应现象，叫自感现象。 自感现象中产生的电动势叫自感电动势 自感电动势。 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： 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电 流变化。 流变化。 注意： 阻碍”不是“阻止” 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， 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。 对电流的变化起延迟作用。
反馈训练
A
L 2、在实验二中，若线圈L的电阻 L与灯泡 在实验二中，若线圈 的电阻 的电阻R 在实验二中 A的电阻 A相等，则电键 断开前后通过线 的电阻R 的电阻 相等， 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； 远小于R 若RL远小于 A，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。
S
R1
2、上图中，电阻R的电阻值和电感 的自感系数都很 、上图中，电阻 的电阻值和电感 的电阻值和电感L的自感系数都很 的直流电阻值很小， 大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同 的直流电阻值很小 的灯泡。则当电键S闭合瞬间 A 闭合瞬间， 先亮， 的灯泡。则当电键 闭合瞬间， 2 比 A1 先亮，最后 A1 比 A2 亮 。
A
慢一些
沿已有的闭合回路流动
不一致 线圈插铁芯
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 自感电动势的大小：
∆I E=L ∆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 自感物理意义： 决定线圈自感系数的因素： （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， 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感 系数越大。另外， 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。 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。 自感系数的单位：亨利，简称亨， 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH） 常用单位：毫亨（ H） 微亨（
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？Байду номын сангаас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 原因： 在自感系数很大的情况下，
一下，然后熄灭或正常发光。 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， 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， 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 灯中的电流，从而使A灯或 灯或A 灯或A 会补充 灯或 2灯中的电流，从而使 灯或 2灯中 电流突然变大，所以要闪亮一下。 电流突然变大，所以要闪亮一下。
2、电的“惯性”大小与什么有关？ 电的“惯性”大小与什么有关？
电的“惯性” 电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数
小结
当一个线圈中电流变化， 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生 互感。 感应电动势的现象，称为互感 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 互感电动势。 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 由于导体本身的电流 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象， 自感现象。 现象，叫自感现象。 自感现象中产生的电动势叫自感电动势 自感电动势。 3、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： （1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变 化。 ∆I 自感电动势大小： （2）自感电动势大小： E = L ∆t 自感系数L 与线圈的大小、形状、 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
课堂训练
1、演示自感的实验电路图如右图所示， 、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 是电感线圈， 是电感线圈 灯泡， 的阻值与 的直流电阻值相同。 的阻值与L的直流电阻值相同 灯泡，R的阻值与 的直流电阻值相同。 当开关由断开到合上时， 当开关由断开到合上时，观察到的自 A 先亮， 感现象是 比 A2 先亮，1最后达到 同样亮。 同样亮。 L R A1 A2
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P 回答问题： 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？ 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， 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， 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
第六节： 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 当一个线圈中的电流变化时， 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？ 中为什么会产生感应电动势呢？
收音机的接收信号： 收音机的接收信号：
一、互感现象
当一个线圈中电流变化， 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， 互感。 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 互感电动势。 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 因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。 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。 就是利用互感现象制成的。