湖北省丹江口市高中物理第四章电磁感应4.6互感和自感（2）课件新人教版选修3-2.ppt

第六节互感和自感 1 互感 两个独立的线圈相互靠近 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 交变电流 产生电流 自感 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 自感是一种普遍现象 任何电路中电流发生变化时 在这个电路中都要产生自感电动势 接在电路中线圈的电流发生变化时 线圈中产生自感电动势较大 自感现象较明显 3 自感电动势的作用 2 自感 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 减慢电流变化的 速度 2 自感 4 自感电动势的大小 自感系数 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其他单位 毫亨 mH 微亨 H 自感 自感 1 2 3 线圈越大 匝数越多 它的自感系数越大 给线圈中加入铁芯 自感系数比没有铁芯大得多 磁场的能量 在前面的实验中 开关断开后 灯泡的发光还能维持一小段时间 有时甚至会比断开开关之前更亮 这时灯泡的能量从哪里来的 1 电源断开以后 线圈中的电路不会立即消失 这时的电流仍然可以做功 说明线圈储存了能量 2 线圈中有电流 有电流就有磁场 能量很可能储存在磁场中 3 当开关闭合时 线圈中的电流从无到有 其中的磁场也是从无到有 这可以看做电源把能量输送给磁场 储存在磁场中 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 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 3 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 4 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 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