高中物理公开课获奖课件精选——《互感和自感》.ppt

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1、,互感和自感,执教教师：XXX,互感和自感,在“探究感应电流的产生条件”的实验中，改变通过小线圈A的电流大小，我们会发现大线圈B就能产生感应电流。对这个现象我们是如何解释的？,小线圈的电流变化,小线圈中电流激发的磁场变化,穿过大线圈的磁通量发生变化,闭合回路产生感应电流。,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. 应用：变压器,3、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。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，这时要设法减小电路间的互

2、感。,一、互感现象,现在，我们再来关注上述的电路： 在A线圈中的电流变化时，B线圈会产生感应电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化,但我们发现,A线圈是插在B线圈中的,根据这个情况,你还能想到什么？,在B线圈中产生电磁感应现象,那么在A线圈是否也会产生电磁感应现象呢？,如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡会有什么现象呢？,二、自感现象,现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。,原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，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

3、同。,1自感现象,？,如图所示，断开开关S瞬间，灯泡会有什么现象呢？,二、自感现象,现象：在断开开关S瞬间（灯更亮一下），灯A过一段时间才熄灭。,1自感现象,？,原因：开关断开瞬间，由于通过L的磁通量减少，产生的感应电动势阻碍磁通量的减少，感应电流沿着LA流动，所以灯A会过一段时间才熄灭。,二、自感现象,1、电源断开时，通过L的电流会减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使L中的电流减小得更快些还是更慢些？,2、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源，它能向外供电。由于开关已断开，线圈提供的感应电流将沿着什么途径流动？,3、开关断开后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？,

4、1自感现象,思考与讨论：,4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大，为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？,二、自感现象,讨论：在如图所示的电路中，当开关S断开瞬间，灯泡A是否会更亮一下？更亮一下的条件是什么？ 设A、L两端电压为U。,若RARL，有IAIL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。,若RARL，有IAIL，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。,1自感现象,二、自感现象,2自感的应用和防止,1、应用：日光灯,2、防止：变压器、电动机,1自感现象,自感现象：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。

5、自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。,一、互感现象,二、自感现象,自感电动势的作用：阻碍导体中自身的电流变化。 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。,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。,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。应用：变压器,一、互感现象,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。,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。应用：变压器,2、

6、 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大, 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小,一、互感现象,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。,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。应用：变压器,2、 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大, 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小,三、自感系数,结合下列问题，自学课本P24自感系数部分内容。,（1）自感电动势的表达式如何？ 式中各符号的代表什么？,（2）自感系数的大小与什么因素有关？它的主单位是什么？常用单位还有哪些？各单位的符号怎么写？,三、自感系数,1

7、、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比,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：,（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（H）,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。,3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力,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。,阅读教材最

8、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？2、电的“惯性”大小与什么有关？,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,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数,当线圈中的电流增加时，自感电流的方向与原电流方向相反,自感现象是指当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,自感系数L由线圈自身的性质决定，与线圈的大小、粗细、匝数、有无铁芯有关,自感现象,当线圈中的电流减小时，自感电流的方向与原电流的方向相同,自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生在

9、判断电路性质时，一般分析方法是:,当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以把L看成一个阻值很大的电阻,当流经线圈L的电流突然减小瞬间，我们可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流,自感现象,除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？,自感现象,当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已,有关自感现象,下列叙述中正确的是：（ ）A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总

10、是阻碍导体中原来电流的变化C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大,课堂训练,B,如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( ),A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B.合上开关S接通电路时,A2和A1始终一样亮C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时,A2和A1都要过一会儿才熄灭,AD,课堂训练,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D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭,L A,A,课堂训练,如图所示，L为自感

11、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( ),如图所示的电路中，电灯A和B与固定电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,AB亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,下列说法正确的是( ),课堂训练,A.灯B立即熄灭B.灯A将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c-B-dD.有电流通过A灯,方向为b-A-a,AD,如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是( ),课堂训练,L,A,2I,I,S,I,i,t,to,0,I,i,t,to,0,-I

12、,I,i,t,to,0,-I,-2I,I,i,t,to,0,2I,A,B,C,D,C,学以致用：,例1：关于自感现象，下列说法正确的是（ ）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时，其自感系数 一定较大C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感系数较大D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感电动势也较大,D,例2.如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流 ，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（ ）,使电路的电流减小，最后 减小为零有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍电流增大的

13、作用，因而电流总保持不变有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为,D,例3：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（ ）,A在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗,AD,例4、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，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D1后灭B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭C. 接通时

14、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,A,4.6 自感和互感,练习：,1 如图所示，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）A A可能带正电且转速减小B A可能带正电且转速增大C A可能带负电且转速减小D A可能带负电且转速增大,BC,4.6 自感和互感,2如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）A向右匀加速运动 B向左匀加速运动C向右匀减速

15、运动 D向左匀减速运动,练习：,BC,练习：,3如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略下列说法中正确的是( ) A 合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 B 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮 C 断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过会儿熄灭 D 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭,AD,4.6 自感和互感,4如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表，当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是（ ）AG1和G2指针都立刻回到零点BG1指针立刻回到零点，而G2指针缓慢地回到零点CG1指针立刻回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点DG1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点,练习：,D,4.6 自感和互感,谢谢观看,请指导,