高中物理 第6节自感和互感课件人教版选修3电磁感应（选修3－2）.ppt

第四章电磁感应 6 互感和自感 1 互感 两个独立的线圈a和b 当一个线圈中的电流发生变化时 在另一个线圈中产生感应电流 或感应电动势 的现象 互感 2 自感 1 由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象 产生的感应电动势叫自感电动势 2 自感电动势的作用 当原来电流在增大时 自感电动势阻碍原来电流增大 自感电动势形成的自感电流与原来电流方向相反 当原来电流在减小时 自感电动势阻碍原来电流减小 自感电动势形成的自感电流与原来电流方向相同 自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化 3 自感系数 自感电动势的大小 自感系数 式中l是比例系数 叫做自感系数 简称电感或自感 单位 亨利 简称亨 符号 h 线圈越大 匝数越多 自感系数越大 另外 有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多 4 磁场的能量 问题1 在断电自感的实验中 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 灯泡的能量从哪来的 问题2 教材最后一段说 线圈能够体现电的 惯性 应该怎样理解 电的 惯性 大小与什么有关 1 如图所示的电路中 a1和a2是完全相同的灯泡 线圈l的电阻可以忽略不计 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 例与练 合上开关s接通电路时 a2先亮a1后亮 断开开关s切断电路时 a1和a2都要过一会才熄灭 ad 2 如图所示 电感线圈的电阻和电池内阻均可忽略不计 两个电阻的阻值都是r 电键k原来打开着 电流为i0 今合上电键将一电阻短路 于是线圈中有自感电动势产生 此时自感电动势 a 有阻碍电流的作用 最后电流由i0减小到零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 因而电流最后还是增大到2i0 例与练 阻碍 并非 阻止 电流最后还是要增大到2i0 d 3 如图所示 l为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈 a b两只灯泡完全相同 则下列说法中正确的是 a 电键闭合时 a灯逐渐变亮 b灯立刻变亮b 电键闭合时 a灯与b灯同时亮 接着a灯逐渐熄灭 b灯变得更亮c 电键断开时 a灯立刻熄灭 b灯逐渐熄灭d 电键断开时 a灯逐渐熄灭 b灯立刻熄灭 例与练 b 4 如图所示是演示自感现象的电路图 l是一个电阻很小的带铁芯的自感线圈 a是一个标有 6v 4w 的小灯泡 电源电动势为6v 内阻为3 在实验中 a s闭合的瞬间灯泡a中有电流通过 其方向是从a bb s闭合后 灯泡a不能正常工作c s由闭合而断开瞬间 灯a中无电流d s由闭合而断开瞬间 灯a中有电流通过 其方向为从b a 例与练 5 如图所示是一种延时开关 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 才延时释放db 由于b线圈的电磁感应作用 才延时释放dc 如果断开b线圈的电键s2 无延时作用d 如果断开b线圈的电键s2 延时将变长 6 b如图所示电路中 电源电动e 6v 内阻不记 l1 l2两灯均标有 6v0 3a 电阻r与电感线圈的直流电阻rl阻值相等 均为20欧 试分析 s闭合和断开的瞬间 求l1 l2两灯的亮度变化 7 b如图所示的电路中 ab支路由带铁芯的线圈和电流表a1串联而成 流过的电流为i1 cd支路由电阻r和电流表a2串联而成 流过的电流为i2 已知这两支路的电阻值相同 则在接通s和断开s的时候 观察到的现象是a 接通s的瞬间i1i2b 接通s的瞬间i1i2 断开的瞬阃i1 i2 b 1 什么是涡流 金属块 或片 处于交变磁场中 交变的磁通量使金属块 或片 中产生涡状感应电流 这种电流很像水的旋涡 涡流 七 涡流 2 涡流的应用 1 由于整块金属的电阻很小 所以电磁感应产生的涡流会很大 涡流的热效应会使金属的温度达到很高 冶炼金属 电磁炉 涡流的热效应 七 涡流 2 涡流的应用 2 由于整块金属的电阻很小 所以电磁感应产生的涡流会很大 涡流的磁效应很明显 金属探测器 安全 门 涡流的磁效应 七 涡流 3 涡流的防止 涡流的热效应在许多场合是有害的 铁芯用电阻率很大的硅钢片 铁芯用多片硅钢片叠合而成 每片硅钢片表面有不导电的氧化层 七 涡流 46 如图所示是一种冶炼金属的感应炉示意图 炉内装着需冶炼的金属 炉外绕着很多匝线圈 当高频交变电流通过线圈后 炉内的金属就会被熔化 请你说明感应炉冶炼金属的原理 在电流有效值相同的情况下 电流频率的高低对冶炼过程有什么影响 例与练 涡流的热效应 电感 通低频 阻高频 电流频率越高 自感电动势越大 产生的涡流越强 冶炼过程越快 47 下列哪些措施是为了防止涡流的危害 a 电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅b 磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架 把线圈绕在铝框上c 变压器的铁芯不做成整块 而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成d 变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层 例与练 48 在水平放置的光滑导轨上 沿导轨固定一个条形磁铁 如图所示 现有铁 铝和有机玻璃制成的滑块甲