互感和自感公开课教学ppt课件

4 6互感和自感 第四章电磁感应 高二物理备课组 问题 小灯泡在不接电源的情况下会发光吗 一 互感 1 定义 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感应电动势 这种现象叫做互感 这种感应电动势叫做互感电动势 2 拓展 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 3 应用 利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈 例 变压器 互感现象不但可以实现能量的传递 还能实现信息的传递 收音机里的 磁性天线 利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈 传递能量 变压器 传递信息 互感现象的应用 互感现象的防止 电源线和数据线里通过的都是变化的电流 它们会和靠近的电脑等器件发生互感现象 影响其正常工作 在电力工程中和电子电路中 互感现象有时会影响电路的正常工作 要设法减小互感 电路板抗干扰布线 如何设计实验电路 思考与讨论 当线圈中电流发生变化时 自身的回路中是否还有电磁感应现象呢 S 如何解释实验现象 电源 二 自感现象 1 定义 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象 在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势 2 自感电动势作用 阻碍原线圈中的电流变化 在如图所示的甲 乙电路中 电阻R和灯泡电阻值相等 自感线圈L的电阻值不可忽略 在接通开关S时 则 A 在电路甲中 A将渐渐变亮B 在电路甲中 A将先变亮 后渐渐变暗C 在电路乙中 A将渐渐变亮D 在电路乙中 A将由亮渐渐变暗 后熄灭 在电路甲中 通过灯泡的电流只能慢慢增加 在电路乙中 通过自感线圈的电流逐渐增加 而通过灯泡的电流不变 自感线圈产生自感电动势来阻碍电流的流入 1 如何改进实验电路 线圈中电流增时 会产生自感电动势 那么线圈中电流减少时 又会怎么样呢 如何解释实验现象 思考与讨论 如果RL RA 则iL iA 任何断电现象时都会闪亮一下吗 不会闪 逐渐熄灭 会闪一下 再逐渐熄灭 如果RLiA 若RL 0 电路稳定后 线圈相当于导线 若RL 0 电路稳定后 线圈相当于电阻 如图是用于观察自感现象的电路图 设线圈的自感系数较大 线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL R 则在开关S由闭合到断开的瞬间 可以观察到 A 灯泡立即熄灭B 灯泡逐渐熄灭C 灯泡有明显的闪亮现象D 只有在RL R时 才会看到灯泡有明显的闪亮现象 若RL R 则IL IR 这样不会有明显的闪亮 电路稳定时 由于RL R 那么IL IR S断开的瞬时 在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小 流过线圈的电流IL通过灯泡 由于IL IR 因此灯开始有明显的闪亮 2 自感电动势作用 阻碍导体中原来电流的变化 导体中原电流增大时 自感电动势阻碍它增大 导体中原电流减小时 自感电动势阻碍它减小 阻碍 不是 阻止 电流还是要变化的 自感电动势公的大小 自感系数 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 决定因素 线圈的匝数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 亨利 H 物理意义 单位 甲在铁芯上绕了几千匝的线圈 乙空芯线圈 丙一条导线弯了几匝的线圈 自感系数 约瑟夫 亨利HenryJoseph1797 1878 美国著名物理学家 1867年起 任美国科学院第一任院长 1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁 1830年发现电磁感应现象 比法拉第早一年 1832年发现了电流的自感现象 从来不申请专利无偿贡献给社会 自感现象的应用 自感现象的防止 油浸开关 双线绕法 例3 关于线圈的自感系数 下面说法正确的是 A 线圈的自感系数越大 自感电动势就一定越大B 线圈中电流等于零时 自感系数也等于零C 线圈中电流变化越快 自感系数越大D 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的 自感电动势的大小与自感系数有关还与电流的变化率有关 小结 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 互感现象产生的感应电动势 称为互感电动势 2 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 3 自感现象中产生的电动势叫自感电动势 1 自感电动势的作用 阻碍导体中原来的电流变化 2 自感电动势大小 4 自感系数L 与线圈的大小 形状 圈数及有无铁心有关 1 如图所示 是一种延时开关的原理图 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 延时将变长 S2闭合 S1断开时 线圈B中有感应电流 产生电磁感应作用 若S2断开 线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用 当堂达标1 2 如图所示 L为自感系数较大的线圈 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 3 L是一带铁芯的线圈 R为电阻 两条支路的直流电阻相等 那么在接通和断开电键的瞬间 两电流表的读数I1 I2的大小关系是 A 接通时I1I2 B 接通时I2I2 断开时I1 I2 D 接通时I1 I2 断开时I1 I2 4 如图AB是相同的小灯泡 L是带铁芯的线圈 电阻不计 调节R 电路稳定时 两灯泡都正常发光 则在开关合上和断开时 A 两灯同时亮 同时灭B 合上S B比A先达到正常发光状态C 断开S AB两灯都不会立即灭 通过AB两灯的电流方向都与原电流方向相同D 断开S时 A灯会突然闪亮一下后 再熄灭 学习目标 一 物理观念1 知道互感和自感现象及其产生原因 并且知道互感和自感都是一种特殊的电磁感应现象2 能说出自感电动势大小的影响因素 二 科学思维1 利用电磁感应有关规律分析通电 断电时的自感现象2 能运用互感和自感的原理对该现象进行应用和防止 三 实验探究1