【课件】互感和自感+课件+-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第二章

电磁感应2.4互感和自感——选修2——学习目标1、认识互感自感概念及其产生原因。2、掌握互感自感的应用，会分析互感自感现象。3、通过分析综合，推理论证建立互感和自感的物理模型，并能

够运用电磁感应，楞次定律等已有知识对新问题进行分析。情景引入

两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接，把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么?情景引入

在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线连接，但当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法拉第一、互感1.定义两个相互靠近的线圈，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的现象。产生的电动势叫作互感电动势。利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用，变压器就是利用互感现象制成的。一、互感一、互感能量转化电能磁场能电能内能应用：无线充电技术一、互感能量转化电能磁场能电能内能应用：金属探测一、互感互感的危害与防止

在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感。一、互感互感的危害与防止1、互感的防止电路板

2、线圈的双线绕法二、自感自感：

当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场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叫做自感电动势二、自感合作探究1在电路中，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与L线圈串联后连接到电源上，A2与可调电阻R串联后接到电源上。

先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，再调节可调电阻R1，使他们都正常发光，然后再断开开关S。二、自感合作探究问题:4：当开关闭合时两灯泡的发光情况？问题1：开关闭合时通过线圈的电流怎么变？问题2：通过线圈的磁通量怎么变？问题3：线圈中产生的感应电流的方向如何？二、自感R1SA1A2RLB原IA1IA2B感I感现象：A1灯泡

：

A2灯泡

：

立即亮起来逐渐变亮，最终一样亮二、自感合作探究2

按图连接电路，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。二、自感合作探究2问题1：开关断开时通过线圈的电流怎么变？问题2：通过线圈的磁通量怎么变？问题3：线圈中产生的感应电流的方向如何？二、自感合作探究2开关闭合开关断开二、自感

用电流传感器收集开关断开前后通过灯泡A、线圈L的电流IA、IL随时间变化的数据：

（1）RL=RAIAILIt（2）RL

远小于RAIAILIt二、自感自感的利用与防止（1）利用：日光灯镇流器（2）危害：电弧火花——烧蚀开关（3）防止：使用油浸开关三、自感系数实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率1、L是自感系数，简称自感或电感2、单位：亨利H3、L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关四、磁场的能量在的实验中，开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是从哪里来的？自感现象中的磁场能量1、线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。2、线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。

四、磁场的能量A.闭合开关S的瞬间，灯泡A先亮，灯泡B后亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭B.闭合开关S的瞬间，两灯泡同时亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭C.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A立即熄灭，灯泡B不亮D.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A逐渐变暗最后熄灭，灯泡B闪亮后再次熄灭五、课堂检测6.某物理兴趣小组的同学进行如图所示的自感现象研究。在图中，L为自感系数较大的电感线圈，且电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。下列说法正确的是(

)五、课堂检测解析：AB.合上开关S的瞬间，自感线圈产生自感电动势阻碍电流增大，由于电源电压同时加到两灯泡上，灯泡A、B同时亮，待电路稳定后，自感线圈电阻忽略不计，相当于导线，灯泡B被短路熄灭，灯泡A两端电压为电源电压，变得更亮，故A错误，B正确；CD.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S瞬间，灯泡A立即熄灭，自感线圈产生自感电动势阻碍电流减小，在自感线圈与灯泡B间构成的闭合回路中产生感应电流，灯泡B闪亮一下后熄灭，故CD错误。故选B。五、课堂检测1.图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。（1）请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？（2）如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？五、课堂检测解析：（1）当开关S断开使线圈A中的电流减小至消失时，铁芯中的磁通量发生了变化（减小），从而在线圈B中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场减弱，这样就使铁芯中的磁场减弱得慢些。因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起，电磁铁还会继续吸住衔铁小段时间。（2）如果线圈B不闭合，电磁铁就不会有延时作用。因为在线圈B中不会有感应电流产生，电磁铁会立即失去磁性。五、课堂检测2.李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉测量方便，没有注意操作的规范，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感（如图）。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两支表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？

五、课堂检测解析：多用表内的电池与变压器线圈连通后形成了一定的电流，表笔与被测线圈脱离时，由于产生断电自感，并且自感电动势比较大，故刘伟有被电击的感觉，一旦放电完毕，电动势瞬间消失，李辉无任何感觉也就不足为怪了。五、课堂检测3.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？请作出解释。（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？请作出解释。五、课堂检测解析：（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两灯同时亮。因为S闭合瞬时，L与灯B并联的总电流通过A灯，而L中电流很小。因此有电流通过灯A和灯B而构成闭合回路，所以同时亮；开关S闭合之后，电路达到稳定状态，由于L的电阻不计，故灯B被短路，逐渐熄灭，电路的总电阻减小，所以灯A比开关S刚闭合时更亮。（2）当开关S由闭合变为断开时，灯A立刻熄灭，而L中产生自感电动势，