2.4互感和自感课件高二下学期物理人教版选择性

第二章电磁感应

人教版（2019）选修第二册2.4

互感和自感1.了解互感现象及其应用。2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。3.了解自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素。4.了解自感现象中的能量转化。5.通过本节课的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学素养。学习目标导入新课1.互感：互不相连的并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的电流变化时，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，这种现象叫互感。2.功能：传递能量一、互感现象实例变压器无线充电二、自感现象思考：线圈中电流发生变化，是否也会在线圈本身激发感应电动势？线圈电流正在减小B实验1.通电自感现象现象：串联线圈的灯泡----逐渐亮起来不串联线圈的灯泡----立即亮分析:灯泡A1缓慢亮起的原因总结：当电键闭合时，感应电动势阻碍了线圈中电流的增大，使得通过线圈的电流不能突变。②B΄与B方向相反③由安培定则知：感应电流与原来电流方向相反①B向左，ϕ（BS）BB΄思考：最终仍旧一样亮，揭示出什么问题？I1I2A1A2RR1ES是阻碍而不是阻止，只是延缓电流增加的时间。实验2.断电自感现象现象:灯泡闪亮一下，然后熄灭。B总结：当电键断开时，感应电动势阻碍线圈中电流的减小，使得通过线圈的电流

不能突变。①B向左，ϕ（BS）当电路稳定时，I1<I2②B΄与B方向相同③由安培定则知：感应电流与原来电流方向相同分析:灯泡A闪亮一下，然后熄灭的原因B’I1I2AES思考⑴分析回路中的电源及回路中电流方向⑵延迟熄灭时间，为什么有更亮一下再熄灭？请归纳断电时，灯泡更亮一下的条件。取经过灯泡电流向右为正方向，则ito条件：在电路稳定时，I1<I2

断电时线圈相当于电源I1I2I1I22.自感现象产生原因1.自感概念I原变化，引起ϕ变化小结：自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势。自感电动势：3.自感电动势的方向---自感电流方向4.自感电动势的作用

I原增大，与I原方向相反

I原减小，与I原方向相同阻碍原电流的变化增反减同注意：自感电动势只是延缓了电流的变化过程练习1如图所示，a、b是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与电阻R相同，且R大于小灯泡的电阻，闭合关开S，待电路达到稳定后，a、b两灯泡均可发光，由于自感作用，接通和断开开关S，灯泡a和b的发光情况分别是

（

）

A．S接通时灯a先达到最亮，S断开时灯a后熄灭

B．S接通时灯a先达到最亮，S断开时灯b后熄灭

C．S接通时灯b先达到最亮，S断开时灯a后熄灭

D．S接通时灯b先达到最亮，S断开时灯b后熄灭D解析：

该电路可以看做是左右两部分并联后由串联起来。S刚刚接通时，L上的自感会使原电流慢慢增大，根据电路的特性，L支路上的电流增大时，和它并联的b上的电流就减小，和它串联的a上的电流就增大，所以S刚刚接通时b灯先达到最亮，随着自感的消失，b的电流逐渐减小，a的电流逐渐增大，由于L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与电阻R相同，故最后都趋于稳定且亮度相同；

S断开时，L和b构成自感回路，a不在回路中，所以S断开时，a立刻熄灭，b后熄灭。

故选D。练习2

某同学利用如图所示的电路研究自感现象，图中，A1、A2为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大的电感线圈（其电阻小于灯泡电阻），闭合开关S后，灯泡均发光，断开开关S瞬间，下列说法正确的是

（）A.灯泡A1、A2同时立即熄灭

B.灯泡A1、A2都缓慢熄灭C.灯泡A1立即熄灭，A2闪亮后再熄灭

D.灯泡A2立即熄灭，A1闪亮后再熄灭C解析：

断开开关S瞬间，灯泡A1立即熄灭；

因线圈L中电流减小，从而产生自感电动势阻碍电流的减小，L相当于电源，在L与A2中形成新的回路，则电流逐渐减小，因线圈L电阻小于灯泡电阻，则开始电路稳定时通过线圈L的电流大于通过灯泡A2的电流，则开关S断开瞬间，通过灯泡A2的的电流大于灯泡原来的电流，则灯泡A2闪亮后再逐渐熄灭。1.明确电路状态

通电：动态→稳态

断电：稳态→动态2.明确线圈L“角色”

通电：

稳态：

断电：小结：通、断电自感分析方法相当于断路或大电阻短路（若阻值不可忽略，作为纯电阻电路）电源作用L-----自感系数---电流变化率由法拉第电磁感应定律写成等式1.自感电动势大小2.自感系数L①单位：亨利（H）常用单位：毫亨，微亨1H=103mH=106μH三、自感系数②决定L大小的因素③物理意义：

线圈的大小

形状

匝数

是否有铁芯描述线圈阻碍电流变化的本领。思考与讨论

在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间，甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。开关闭合时，线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中；开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。四、磁场的能量分析：

1.互感电能磁场能电能AB〜〜实例：变压器分析下列现象中能量的转化BB’I1I22.通电自感开关闭合，电能变成磁场能，储存在线圈中，所以与线圈串联的灯逐渐变亮。电能磁场能

开关断电时，储存在线圈中的磁场能释放出来，转化为电能，这