6、互感和自感.ppt

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1、隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物互感和自感互感和自感隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，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？么会产生感应电动势呢？隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物一、互感现象一、互感现象1.1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感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，称为应电动势的现象，称为互感互感。 互感现象中产生的感应电动势，称为

2、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。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物2.2.互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间之间, ,且可发生于任何两个且可发生于任何两个相互靠近相互靠近的电路之间。的电路之间。 在电力工程和电子电路中，互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，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。这时要设法减小电路间的互感。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物3 3、利用互感现象，可以把、利用互感现象，可以把能量能量从一个线圈传递到从一个线

3、圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。术中有广泛的应用。 收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线. . 隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物 问题：问题：K K接通瞬间，线圈接通瞬间，线圈L L本身中会不会产生感应本身中会不会产生感应电动势？电动势？LK隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物实验一：实验一：2、再调节变阻器再调节变阻器R R1 1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关然后断开开关S S。1、先合上开关先合上开关S S，调节变阻器，调节变阻器R R的电

4、阻，使同样规格的电阻，使同样规格的两个灯泡的两个灯泡A A1 1和和A A2 2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1观察：重新接通电路时，两观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。个灯泡亮度变化情况。现象：现象：灯泡灯泡A A2 2立刻正常立刻正常发光发光，跟线圈，跟线圈L L串联的串联的灯泡灯泡A A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L L的的磁通量逐渐磁通量逐渐增加增加，L L中产生的感应电动势的方向与原中产生的感应电动势的方向与原来的电

5、流方向来的电流方向相反相反，阻碍，阻碍L L中电流增加，即推迟了电中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。流达到正常值的时间。分析：分析： L A1R A2 S R1隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物反馈训练反馈训练1 1、实验一中，当电键闭合后，通、实验一中，当电键闭合后，通过灯泡过灯泡A A1 1的电流随时间变化的图像的电流随时间变化的图像为为 图；通过灯泡图；通过灯泡A A2 2的电流随的电流随时间变化的图像为时间变化的图像为 图。图。CA L A1R A2 S R1ItItItItA B C DA B C D隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物实

6、实验二：验二：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。现象：现象：S S断开时，断开时，A A 灯突然灯突然闪亮闪亮一一下才熄灭。下才熄灭。解释：解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减电流突然减弱弱，穿过线圈的，穿过线圈的磁通量也就很快减少磁通量也就很快减少，因而在线圈，因而在线圈中中产生感应电动势产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线。虽然这时电源已经断开，但线圈圈L L和灯泡和灯泡A A组成了闭合电路，在这个电路中有感应组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。隆德

7、县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物二、自感现象二、自感现象1 1. .由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电磁发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。感应现象，叫自感现象。2.2.自感现象中产生的电动势叫自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。3.3.自感电动势的作用：自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中原来的导体中原来的 电流变化。电流变化。 注意注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流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。的变化起延迟作用。隆德县高级中学隆德县高级中学

8、辛志雄辛志雄人 教版理物三、自感系数三、自感系数1 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：与电流的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数 L L简称简称自感自感或或电感电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素： （2 2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H H。IELt 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自实验表明，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。没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感

9、电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物四、磁场的能量四、磁场的能量解释：解释：开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，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。电源，把磁场中的能量转化成电能。问题：问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，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？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。试从能量的角度加以讨论

10、。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物 1 1 应用：应用： 在交流电路中、在各种用电设备和无在交流电路中、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。线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。五、自感现象应用和防止五、自感现象应用和防止隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物 2 2 防止：防止：在切断自感系数很大、电流很强的电路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。路中应采用特制的开关。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人

11、 教版理物 L A1R A2 S R1A2A11 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 L是电感线是电感线圈，圈，A A1 1、A A2 2是规格相同的灯泡，是规格相同的灯泡，R R的阻值与的阻值与L L的直流的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是感现象是 比比 先亮，最后达到同样亮。先亮，最后达到同样亮。隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物2 2、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D D1 1和和D D2 2是两个相同的小灯泡，是两个相同的小灯泡，L L是一个自感系数相当

12、大的线圈，其阻值与是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R R相同。在相同。在电键接通和断开时，灯泡电键接通和断开时，灯泡D D1 1和和D D2 2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A. A. 接通时接通时D1D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1D1后灭后灭B. B. 接通时接通时D2D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2D2后灭后灭C. C. 接通时接通时D1D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2D2后灭后灭D. D. 接通时接通时D2D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1D1后灭后灭D1 D2L RSA隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物L AA3 3、如图所示，、如图所

13、示，L L为自感系数较大的线圈，电路稳定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后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有A . A . 灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B . B . 灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C . C . 灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D . D . 灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物4 4、如图、如图2 2所示，所示，L L1 10.5 m0.5 m，L L2 20.8 m0.8 m，回路总电，回路总电阻为阻为R R0.2 0.2 ，M M0.04 kg

14、0.04 kg，导轨光滑，开始时，导轨光滑，开始时磁场磁场B B0 01 T1 T现使磁感应强度以现使磁感应强度以B/tB/t=0.2 T/s=0.2 T/s的变化率均匀地增大，试求：当的变化率均匀地增大，试求：当t t为多少时，为多少时，M M刚离刚离开地面？开地面？(g(g取取10 m/s10 m/s2 2) )隆德县高级中学隆德县高级中学 辛志雄辛志雄人 教版理物5 5、竖直放置的光滑、竖直放置的光滑U U形导轨宽形导轨宽0.5m0.5m，电阻不计，置于很，电阻不计，置于很大的磁感应强度是大的磁感应强度是1T1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图所示，质量为面，如图所示，质量为10g10g，电阻为，电阻为1 1的金属杆的金属杆PQPQ无初无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。问：问：(1)(1)到通过到通过PQPQ的电量达到的电量达到0.2c0.2c时，时，PQPQ下落了多大高度？下落了多大高度？ (2)(2)若此时若此时PQPQ正好到达最大速度，此速度多大？正好到达最大速度，此速度多大？ (3)(3)以上过程产生了多少热量？以上过程产生了多少热量？