高中物理 自感现象

1、 自自 感感 现现 象象 1 1 导导 入入 2 2 通电实验通电实验 3 3 断电实验断电实验 6 6 防治和应用防治和应用 5 5 自感系数自感系数 4 4 自感电动势自感电动势 7 7 课堂小结课堂小结 8 8 例题讲练例题讲练 9 9 优优 化化 练练 习习 1 1 产生电磁感应的条件是什么？产生电磁感应的条件是什么？ 2 2 在图在图-1-1接通，接通，b b线圈会不会产生线圈会不会产生 感应电动势？为什么感应电动势？为什么? ? 3 3 在图在图-2-2中接通，线圈会不会产生中接通，线圈会不会产生 感应电动势？为什么感应电动势？为什么? ? 这种由于导体自身的电流变化这种由于导体自

2、身的电流变化 所产生的电磁感应现象是一种所产生的电磁感应现象是一种 特殊的电磁感应现象特殊的电磁感应现象 a a 图图22 s s a a b b 图图11 s s 为什么灯 为什么灯 立即亮 立即亮 灯 灯 要 要 过会儿亮呢过会儿亮呢 a a b b , , ? ? 通电自感通电自感 再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯 为什么灯 立即亮 立即亮 灯 灯 要 要 过会儿亮呢过会儿亮呢 a a b b , , ? ? 通电自感通电自感 现象分析现象分析 a a b b 分析分析b b灯灯 s接通接通穿过线圈的电流穿过线圈的电流i i 增大增大 穿过线圈的磁通量增大穿过线圈的磁通量增大

3、线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势 b灯逐渐亮灯逐渐亮 流过流过a、b灯的电流随时间怎样变化？灯的电流随时间怎样变化？ 阻碍电流增大阻碍电流增大 ？ ？ ？ ？ 分析分析b b灯灯 i ia a i ib b i i t t a a b b a a b b 线圈中出现的感应电动势只是线圈中出现的感应电动势只是阻阻 碍碍了原电流的的变化，而非了原电流的的变化，而非阻止阻止， 所以虽延缓了电流变化的进程，所以虽延缓了电流变化的进程， 但最终电流仍然达到最大值，但最终电流仍然达到最大值，b b最最 终会正常发光。终会正常发光。 为什么灯不是立即熄灭，而 为什么灯不是立即熄灭，而 要闪亮一下才熄灭要

4、闪亮一下才熄灭. . 断电自感断电自感 再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为什么灯不是立即熄灭，而 为什么灯不是立即熄灭，而 要闪亮一下才熄灭要闪亮一下才熄灭 断电自感断电自感 现象分析现象分析 通过线圈的电流通过线圈的电流i i 减小减小 穿过圈的磁通量减小穿过圈的磁通量减小 线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势 灯逐渐熄灭灯逐渐熄灭流减小流减小（补偿）（补偿） s断开断开 ？ ？ ？ ？ 1 感应电流方向如何？感应电流方向如何？ 2 原电流方向如何？原电流方向如何？ o o t t i i 3 通过灯的电流怎样变化？通过灯的电流怎样变化？ 阻碍电阻碍电 1 通电自感：电流通过线圈时，线圈产

5、生磁场，线圈因通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因 此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能， 再才转化为再才转化为b灯的电能，故灯的电能，故b灯过一会儿才亮。灯过一会儿才亮。 a a b b 2 断电自感：断电自感：s断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁 场能，场能，s断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯 延迟熄灭。延迟熄灭。 在自感现象中产生在自感现象中产生 的电动势叫自感电动的电动势叫自感电动 势，用势，用e e表示。表示。 总是

6、阻碍电流总是阻碍电流 的变化，即延的变化，即延 缓电流变化。缓电流变化。 自感电动势的方向自感电动势的方向 结论结论 增增 反反 减减 同同 导体电流增加时，阻碍电流增加，此时导体电流增加时，阻碍电流增加，此时 自感电动势方向与原电动势（原电流）方自感电动势方向与原电动势（原电流）方 向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，向相反；导体电流减小时阻碍电流减小， 此时自感电动势方向与原电动势（原电流）此时自感电动势方向与原电动势（原电流） 方向相同方向相同 结论结论 与电流的变化率成正比与电流的变化率成正比 e=le=l t i 自感系数自感系数l l 公式公式e=e=l l 中的比例恒量中的比例恒

7、量l l叫叫 自感系数自感系数, ,简称简称“自感自感”或或 “电感电感” t i 自感系数由线圈本身的性质决定，与自感系数由线圈本身的性质决定，与 线圈是否通电无关。线圈是否通电无关。 它跟线圈的形状、长短、匝数、有无它跟线圈的形状、长短、匝数、有无 铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度 的匝数越多，截面积越大，自感系数就的匝数越多，截面积越大，自感系数就 越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有 铁芯时要大得多。铁芯时要大得多。 特特 别别 提提 醒醒 在国际单位制中是在国际单位制中是亨利亨利，简称，简称亨亨，符，符 号是号是h

8、h。 常用的单位还有常用的单位还有豪亨（豪亨（mhmh) )和和微亨微亨 （hh） 1h=101h=103 3 mhmh=10=106 6 hh 如果通过线圈的电流在如果通过线圈的电流在1 1秒内改变秒内改变1 1安培时，产生的电动安培时，产生的电动 势是势是1 1伏特，这个线圈的自感系数就是伏特，这个线圈的自感系数就是1 1亨利。亨利。 1 1 应用：应用： 在交流电路中、在各种用电设备在交流电路中、在各种用电设备 和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯 的镇流器，的镇流器，lclc振荡电路等。振荡电路等。 2 2 防治：防治：在切断自感系数很大、电流很

9、强的在切断自感系数很大、电流很强的 电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧， 在这类电路中应采用特制的开关。在这类电路中应采用特制的开关。 实例实例 如图所示，由于两如图所示，由于两 根平行导线中的电流方根平行导线中的电流方 向相反，它们的磁场可向相反，它们的磁场可 以互相抵消，从而可以以互相抵消，从而可以 使自感现象的影响减弱使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。到可以忽略的程度。 自感现象自感现象 自感电动势自感电动势e e 作用：总是阻碍电流变化作用：总是阻碍电流变化 自感系数自感系数l l 影响因素影响因素: :线圈的形状、长短、线圈的形状、长

10、短、 匝数、有无铁芯等匝数、有无铁芯等 单位：亨、毫亨、微亨单位：亨、毫亨、微亨 自感现象的防治和利用自感现象的防治和利用 大小大小:e=l:e=li/i/tt 自感现象自感现象 例题例题1 1 如图所示，如图所示，l l为一个纯电感线圈（直流电阻为零），为一个纯电感线圈（直流电阻为零），a a为一个灯泡，下列说为一个灯泡，下列说 法正确的是：（法正确的是：（ ） a a开关开关s s接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡 b b开关开关s s接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 c c开关开关s s断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡 d d开关

11、开关s s接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a a到到b b的电流，的电流， 而在开关而在开关s s断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流 l l a a b b a a l l a a b b 再看一遍再看一遍返回题目返回题目 l l a a b b 返回题目返回题目 例题例题1 1 如图所示，如图所示，l l为一个纯电感线圈（直流电阻为零），为一个纯电感线圈（直流电阻为零），a a为一个灯泡，下列说为一个灯泡，下列说 法正确的是：（法正确的是：（ ） a a开关开关s s接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡 b b开关开关s

12、s接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 c c开关开关s s断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡 d d开关开关s s接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a a到到b b的电流，的电流， 而在开关而在开关s s断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流 l l a a b b b b 如图所示，线圈的直流电阻为如图所示，线圈的直流电阻为1010, ,灯泡电阻灯泡电阻 r=20r=20 , ,线圈的自感系数很大线圈的自感系数很大, ,电源的电动势电源的电动势6v6v，内，内 阻不计阻不计, ,则在闭合则在闭

13、合s s的瞬间，通过的瞬间，通过l l的电流为的电流为 a,a, 通过灯的电流为通过灯的电流为 a;sa;s闭合后电路中的电流稳闭合后电路中的电流稳 定时断开定时断开s s的瞬间的瞬间, ,通过灯的电流为通过灯的电流为 a a，方向，方向 与原电流方向与原电流方向 。 例题例题2 2 l 、灯泡亮暗程度如何变化？、灯泡亮暗程度如何变化？ 、若灯炮的电阻、若灯炮的电阻，灯的，灯的 亮暗程度如何亮暗程度如何变化变化？ 3、灯在什么条件下会闪亮一下？、灯在什么条件下会闪亮一下？ 0 0.3 0.6 相反相反 i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 a a i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 b b t t i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t t1 1 c c i i1 1 i i2 2 -i -i1 1 -i -i2 2 i i o o t tt t1 1 d d s s i i1 1 i i2 2 a a l l 如右图所示电路中如右图所示电路中, ,s s闭合时闭合时,