（新课标）2018-2019学年高考物理主题三电磁感应及其应用3.1电磁感应3.1.6互感和自感课件新人教版选修3-2.ppt

3.1.6互感和自感,一、互感现象1.互感：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_，这种现象叫互感。2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用_制成的。3.危害：互感现象能发生在任何两个_的电路之间、电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作。,感应电动势,互感现象,相互靠近,思维拓展如图1是法拉第实验线圈。在实验中，两个线圈并没有用导线连接。图1(1)当其中一个线圈中有电流时，另一个线圈中是否会产生感应电流？(2)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？,提示(1)不一定。当线圈中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈中就不会产生感应电流。只有当线圈中的电流变化时，在其周围空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈中产生感应电流。(2)当一个线圈中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈中就会产生感应电动势。,二、自感现象1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的_不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它_激发出感应电动势的现象叫自感。图2,变化的磁场,本身,2.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍_；电流减小时，自感电动势_。实验1：演示通电自感现象实验电路如图2所示，开关S接通时，可以看到灯泡2_，而灯泡1是_。实验2：演示断电自感现象。图3,电流的增加,阻碍电流的减小,立即发光,逐渐,亮起来的,实验电路如图3所示，线圈L的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S，可以看到灯泡_。3.自感系数,(2)决定因素：线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等。(3)单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位还有毫亨(mH)、微亨(H)。1H_mH_H。,闪亮一下再逐渐熄灭,103,106,思考判断(1)自感现象中，感应电流方向一定和原电流方向相反。()(2)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。()(3)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大。()(4)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。(),三、磁场的能量1.自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的_输送给磁场，储存在磁场中。(2)线圈中电流减小时：磁场中的_释放出来转化为电能。2.电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中_的“惯性”。,能量,能量,电流变化,对互感现象的理解,1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。3.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，这时要求设法减小电路间的互感。,要点归纳,例1(多选)如图4所示是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则(),A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变化,精典示例,图4,解析线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失。当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以选项B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以选项C正确，D错误。答案BC,针对训练1在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点“1”，现把它从“1”扳向“2”，如图5所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是()图5,答案C,对自感现象的理解,1.自感现象的特点(1)自感现象是由于通过导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。(3)自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同，同样遵循“增反减同”的规律。,要点归纳,2.通电自感与断电自感比较,例2(多选)如图6所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻与R相等，下列说法正确的是()A.在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，A、B灯均逐渐亮起来,B.在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，A灯立即发光，B灯逐渐亮起来C.闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A、B灯均不会立即熄灭D.闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A灯不会立即熄灭，而B灯立即熄灭,精典示例,图6,解析在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，由于线圈的自感现象，出现自感电动势阻碍电流的增大，则A灯立即亮，B灯逐渐亮，A错误，B正确；当同时闭合S1、S2，待电路稳定后突然将S1断开，B灯立即熄灭，因自感现象，L与A组成回路，A灯不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，故选项C错误，D正确。答案BD,自感线圈对电流的变化有阻碍作用，具体表现为(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路。(2)断电时，自感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变(必须有闭合回路)。(3)电流稳定时自感线圈相当于导体，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线。,针对训练2如图7所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，现将开关S突然断开，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7,解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1A。开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，选项D正确。答案D,1.(自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势大小的说法正确的是()A.电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B.电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大,答案B,2.(两种自感现象)如图8甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()图8,A.图甲中，A1与L1的电阻值相同B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等解析图甲中，开关S1断开瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明电路闭合稳定时IL1IA1，故RL1RA1，选项A、B错误；图乙中，电路稳定后A2与A3的亮度相同，说明两支路电流相等，故RRL2，选项C正确；闭合S2瞬间，L2对电流的变化起阻碍作用，L2所在支路的电流小于滑动变阻器所在支路的电流，选项D错误。答案C,3.(两种自感现象)(多选)如图9所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，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，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭D.断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭,图9,解析S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮；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，选项A正确，B错误；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，故选项C错误，D正确。答案AD,4.(自感的图象分析)如图10中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关S1、S2和电池E构成闭合回路，开关S1和S2开始都处在断开状态。设在t0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在tt1时刻