高中物理 第四章 6 互感和自感课件 粤教选修32.ppt

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1、6 互感和自感2021/8/11 星期三1知识点 1 互感现象1定义：如图 461 所示，由一个线圈中的电流发生变化而使其他与之不相连的线圈产生感应电动势的现象，这种感应电动势叫做互感电动势.图 4612021/8/11 星期三22实质：如图 461 所示当线圈 L1 中的电流发生变化，使线圈 L2 中的磁通量发生了变化，引起了感应电流，它的感应电流的磁场又会重新引起线圈 L1 的变化，使它们的磁路交织在一起而相互影响由此可见互感是电磁感应的一种具体现象，遵循电磁感应的所有规律，这一过程中实现了电能从一个电路向另一个电路转移3互感的应用和危害变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成但在

2、电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作2021/8/11 星期三3知识点 2 自感现象、自感电动势1自感：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象2本质：自感是自身电流变化，使通过自身磁通量发生变化而引起的电磁感应现象总效果是电路中的电流不能突变自感现象也是电磁感应的一种特殊具体情况，遵循电磁感应的所有规律2021/8/11 星期三44自感系数：表示线圈阻碍电流变化的物理量，符号为 L，单位为亨利(H)，简称亨5决定线圈自感系数的因素：线圈长短、线圈单位长度的匝数、线圈的横截面积、线圈中是否有铁芯.2021/8/11 星期三56自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来

3、电流的变化导体中原电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；导体中原电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同7自感现象的应用：日光灯电路、LC 振荡电路等8自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的电路，瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用双线绕法2021/8/11 星期三6【例1】如图 462 所示，E 为电源，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2 是两个规格相同的灯泡，S 是控制电路的开关对于这个电路，下列说法不正确的是()图 4622021/8/11 星期三7A刚闭合 S 的瞬间，通过 D1、D2

4、 的电流大小相等B刚闭合 S 的瞬间，通过 D1、D2 的电流大小不等C闭合 S 待电路达到稳定后，D1 熄灭，D2 比 S 刚闭合时亮D闭合 S 待电路达到稳定后，再将 S 断开瞬间，D1 不立即熄灭，D2 立即熄灭解析：通过线圈的电流不能突变闭合 S 的瞬间，L 相当于断路，电路稳定后，L 相当于短路，S 断开瞬间，电流不能突变为 0.答案：B2021/8/11 星期三81(双选)在如图 463 中所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同的灯泡，线圈 L 的电阻可忽略，下列说法中正确的是()图 463A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，

5、A1 和 A2 始终一样亮C断开开关 S 切断电路时，A1 和 A2 都要经过一会儿才熄灭D断开开关 S 切断电路时，A2 立即熄灭，A1 过一会儿才熄灭2021/8/11 星期三9解析：S 闭合接通电路时，A2 支路中的电流立即达到最大，由于线圈的自感作用，A1 支路电流增加的慢，A1 后亮；A1 中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1 与 A2 并联，亮度一样；S 断开时，L 和 A1、A2 组成串联的闭合回路，A1 和 A2 亮度一样，由于 L 中产生自感电动势阻碍 L 中原电流的消失，使 A1和 A2 过一会才熄灭答案：AC2021/8/11 星期三10通电自感断电自感电路图器材要求

6、A1、A2同规格 RRL L 较大 L 很大(有铁芯)RLRA现象在 S 闭合后瞬间，A2 灯立即亮起来，A1 灯逐渐变亮，最终一样亮在 S 断开时，灯 A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开 S时，会看到灯 A 马上熄灭)能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能知识点 3 自感现象分析2021/8/11 星期三11【例 2】(双选)如图 464 所示的电路甲、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 A 发光()图 4642021/8/11 星期三12A在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗B在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后

7、渐渐变暗C在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗D在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗解析：在甲图中，由于灯与线圈串联，稳定时流过灯和线圈的电流相等，S 断开时，流过线圈的电流逐渐减小，灯渐渐变暗在乙图中，由于线圈的电阻很小，稳定时流过线圈的电流比流过灯的电流大，S 断开时，灯更亮一下再熄灭；所以，A、D 正确答案：AD2021/8/11 星期三132如图 465 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，开关 S 原来打开，电流为I0，今合上开关将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势()图 4652021/8/11 星期三14A有阻碍电流的

8、作用，最后电流由 I0 减少到零B有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I0C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 2I0答案：D解析：当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止；当 S 闭合电流稳定后，L 的自感作用消失，电路的电流2021/8/11 星期三15题型1通、断电自感现象的分析【例3】如图 466 所示中灯 LA、LB 完全相同，带铁芯的线圈 L 的电阻可忽略则()图 4662021/8/11 星期三16AS 闭合的瞬间，LA、LB 同时发光，接着 LA 变暗，

9、LB更亮，最后 LA 熄灭BS 闭合瞬间，LA 不亮，LB 立即亮CS 闭合瞬间，LA、LB 都不立即亮D稳定后再断开 S 的瞬间，LA、LB 熄灭2021/8/11 星期三17解析：S 接通的瞬间，L 支路中电流从无到有，因此，L 中产生的自感电动势阻碍电流增加，由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，S 接通的瞬间，干路中的电流几乎全部流过 LA，所以 LA、LB 会同时亮又由于 L 中电流很快稳定，感应电动势很快消失，L 的阻值很快就变得很小，对 LA起到“短路”作用，因此，LA 熄灭，这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，LB 会比以前更亮，故选 A.答案：A2

10、021/8/11 星期三183(双选)如图 467 所示，电路中 L 为一电感线圈，ab支路和 cd 支路电阻相等，则()图 4672021/8/11 星期三19A刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数B刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数C断开开关 S 时，电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数D断开开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数解析：刚合上开关 S 时，因为自感线圈的存在，阻碍 A1 电流的增加，电流表 A1 的示数小于电流表 A2 的示数，稳定后因为电阻相等，示数相等，A 正确；断开开关 S 时，A1

11、、A2 在同一回路中，电流相等，D 正确答案：AD2021/8/11 星期三20题型2自感现象中的图象问题【例 4】如图 468 所示的电路中，S 闭合时流过电感线圈的电流为 2 A，流过灯泡的电流是 1 A，将 S 突然断开，则 S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流 I 随时间 t 变化关系的图象是()图 4682021/8/11 星期三21解析：由题图可知，S 闭合时，流过灯泡、线圈 L 的电流方向都自左向右，在S断开的瞬间，流过L 的电流大小仍为 2 A，方向仍从左向右，它与灯泡构成串联回路，故流过灯泡的电流大小变成 2 A，方向变成由右向左，然后逐渐减小为零，D 正确答案：D2021/8/11 星期三224紧靠在一起的线圈 A 与 B 如图 469 甲所示，当给线圈 A 通以图乙所示的电流(规定由 a 进入，b 流出为电流正方)向)时，则线圈 B 两端的电压变化应为下图中的(图 4692021/8/11 星期三23解析：由 01 s,12 s,23 s,34 s 各段时间内 A 中的电流是均匀变化的，所以 B 中磁通量的变化率恒定，感应电动势是恒定的，C、D 错误；由楞次定律与安培定则判断 01 s 的Ucd 为正值，A 正确答案：A2021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25