2021-2022学年高二物理竞赛课件：互感应

1、第七节互感应I2I1 2-3-7 互感应 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。I2I1 2-3-7 互感应I8122 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：I2I112 2-3-7 互感应=I8122IM12212 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，I2I112 2-3-7 互感应=I8122IM12212I8211 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周

2、围无铁磁性物质。实验指出：，I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：若两线圈的匝数分别为NN12，则有：I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性

3、物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：若两线圈的匝数分别为NNN112=MI212，则有：I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：若两线圈的匝数分别为NNN112=MI2=1212，则有：I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：若两线圈的匝数分别为NNN112=MI2=12N221=MI112

4、，则有：I2I11221 2-3-7 互感应=I8122IM12212=I8211IM21121M12M21 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出：，实验和理论都可以证明：若两线圈的匝数分别为NNN112=MI2=12N221=MI1=2112，则有：I2I11221 2-3-7 互感应N112=MI2N221=MI1=ddt1212互感电动势：=ddtddtMI12122互感电动势：=ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感电动势：=ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感电动势：讨论： 1. 互感系数和两回路的几何形状、尺寸，

5、它们的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。 =ddtddtMI12122=ddtddtMI21211互感电动势：讨论： 1. 互感系数和两回路的几何形状、尺寸，它们的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。 2. 互感系数的大小反映了两个线圈磁场的相互影响程度。 3. M 的存在有利有弊。 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 4. 互感系数的物理意义：在式=ddtMI1

6、22中 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 4. 互感系数的物理意义：在式=ddtMI122中，若ddtI2=1， 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 4. 互感系数的物理意义：在式=ddtMI122中，若ddtI2=1则有：=M12， 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 4. 互感系数的物理意义： 互感系数在数值上等于当第二个回路电流变化率为每秒一安培时，在第一个回路所产生的互感电动势的大小。在式

7、=ddtMI122中，若ddtI2=1则有：=M12即：，。 3. M 的存在有利有弊。在变压器中：M 越大，能量损失越小。在电子线路中：M 越大，相互干扰越大。 4. 互感系数的物理意义： 5、互感M总是为正，为使M为正，根据 M =21 / I1I121B121 5、互感M总是为正，为使M为正，根据 M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋关系； I121B121 5、互感M总是为正，为使M为正，根据 M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋关系； 21 =-d21 /dt I121B121 5、互感M总是为正，为使M为正，根据 M =21 / I1要求 I

8、1 和21的正方向成右手螺旋关系； 21 =-d21 /dt 要求21与21的正方向也成右手螺旋关系， I121B121 5、互感M总是为正，为使M为正，根据 M =21 / I1要求 I1 和21的正方向成右手螺旋关系； 21 =-d21 /dt 要求21与21的正方向也成右手螺旋关系， 因此21与 I1 的正方向应当一致，在应用互感电功势公式21 = - M dI1/dt 时要注意这一点。I121B121N、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数lN2N1S0、12212B2HlN2N1S0N、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10N

9、S2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2lN2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2lN2I22B02HlN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2lN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求

10、：互感系数、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=lN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BSlN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、2H=n2I2l0N2I22B02H=

11、lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、12N1=122H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SlN2N1S012212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、N112=N1=120NI2S2l=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2S12IlN2N1S0212212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：

12、互感系数、N112=N1=120NI2S2l=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2SN112=N1=120NI2S2l=12N10NS2l2lIlN2N1S0212212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、=M2H=n2I2l0N2I22B02H=lN2I2.BdS=2BS0=lN2I2S=12N10NS2l20n1n2VlIlN2N1S0212212B2HN、 例1 有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上10NS2l已知：。求：互感系数、N112=N1=120NI2S2l=M0n1n2V=M

13、0n1n2V=L0n1V12.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2.=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2. 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无磁漏。K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2. 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无磁漏。在一般情况下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2.称K 为耦合系数 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无磁漏。在一般情况下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2

14、V22=ML1L2=ML1L2K10.称K 为耦合系数 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无磁漏。在一般情况下：K=M0n1n2V=L0n1V12=L0n2V22=ML1L2=ML1L2K10.称K 为耦合系数 耦合系数的大小反映了两个回路磁场耦合松紧的程度。由于在一般情况下都有漏磁通，所以耦合系数小于一。 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无磁漏。在一般情况下：例2 两个共轴圆形线圈相距为 d，半径分别为R和 r，设大线圈中有电流时，在小线圈处的磁场可以看作均匀的，试求：( 1 ) 两线圈的互感。( 2 ) 当大线圈中电流 I = I0 sint时，小 线圈中的感应电动势。d

15、Rr12I例2 两个共轴圆形线圈相距为 d，半径分别为R和 r，设大线圈中有电流时，在小线圈处的磁场可以看作均匀的，试求：( 1 ) 两线圈的互感。( 2 ) 当大线圈中电流 I = I0 sint时，小 线圈中的感应电动势。解：(1)设大线圈中电流为 I，小线圈所在处 的磁感应强度为： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2dRr12IB B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过

16、小线圈的磁通量为： 21 = B S2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2两线圈的互感M为： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2两线

17、圈的互感M为： M =21 / I B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2两线圈的互感M为： M =21 / I =0 R2r2 /2( R2 + d2 )3/2 B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2两线圈的互感M为： M =21 / I =0 R2r2 /2( R2 + d2 )3/2(2) 小线圈内的感应电动势为： B =0 I R2/2( R2 + d2 )3/2 因 B方向垂直小线圈平面，所以通过小线圈的磁通量为： 21 = B S2 =0 I R2r2 /2( R2 + d2 )3/2两线