高中物理-选择性必修2-第二章-4-互感和自感

高中物理选择性必修第二册

人教版4互感和自感1.知道互感现象和自感现象。2.观察通电自感和断电自感实验现象,了解自感现象中自感电动势的作用。3.理解自感系数和自感系数大小的决定因素。4.能举例说明自感现象在生产、生活中的应用。1.互感现象及互感电动势两个相互靠近的线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流①

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。这种现象叫作互感,

这种感应电动势叫作②

互感电动势

。2.互感现象的应用利用互感现象可以把③

能量

由一个线圈传递到另一个线圈,④

变压器

就

是利用互感现象制成的。1|互感现象3.互感现象的危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,在电力工程和电子电路中,有时

会影响电路的正常工作。导师点睛互感现象是一种常见的电磁感应现象,遵循楞次定律和法拉第电磁感

应定律。法拉第心系“磁生电”,发现电磁感应现象的实验实质就是互感。2|自感现象、自感系数自感现象当一个线圈中的电流发生变化时,它所产生的变化的磁场在线圈

本身激发出⑤

感应电动势

,这种现象称为自感自感电动势定义由于自感而产生的感应电动势大小正比于电流的⑥

变化率

公式E=⑦

L

(式中L表示自感系数)方向判断遵循⑧

楞次定律

自感系数物理意义表示线圈产生自感电动势本领的大小大小的决定因素与线圈的大小、形状、匝数以及⑨

是否有铁芯

等因素有关单位国际单位制单位是亨利,简称亨,符号是H。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH),1H=103mH=106μH易错警示(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈的电流不

能发生突变,只能缓慢变化。(3)电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体。(4)线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向。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,这可以看作电源把能量输送给⑩

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电的“惯性”自感电动势阻碍线圈中的

电流变化

3|磁场的能量1.自感现象中,感应电流的方向一定和原电流方向相反。

(

✕)根据楞次定律可知,当线圈中电流增大时,感应电流的方向与原电流方向相反;当线

圈中电流减小时,感应电流的方向与原电流方向相同。2.一个线圈中的电流均匀增大时,自感电动势也均匀增大。

(

✕)由E=L

可知,当一个线圈中的电流均匀增大时,线圈的自感电动势E不变。3.线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数一定较大。

(

✕)自感系数由线圈本身的性质决定,与自感电动势无关。4.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也较大。

(√)5.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流方向相反。

(

✕)6.当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流方向相反。

(

√)判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。|自感现象和互感现象情境1

法拉第是英国的一名著名的物理学家、化学家。法拉第在1831年发现了

“磁生电”现象:如图,他把两个线圈绕在同一个铁环上,一个线圈A接到电源上,另

一个线圈B用长直导线连通,长直导线正下方平行于导线放置一个小磁针。

情境2行驶在大街上的无轨电车拖着两条长长的“辫子”。当道路不平车身颠簸时,

“辫子”瞬间脱离电网线,在“辫子”与电网线之间就会闪现电火花,同时发出

“啪、啪”的响声。问题1.情境1中,两个线圈并没有用导线连接,当A线圈电路中的开关闭合时,在另一个线

圈B下方的小磁针会发生偏转吗?为什么?提示:会。开关闭合瞬间,A中电流从无到有,电流发生变化,变化的电流周围存在磁

场,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电动势,线圈B中有电流产生,所以小磁

针会发生偏转。2.情境1中,当一个线圈中的电流变化时,另一个线圈中产生感应电动势,这种现象被

称为什么?提示:互感现象。3.情境2中,“辫子”与电网线之间为什么会闪现电火花?提示:车弓脱离电网线的瞬间电流减小,由于自感现象,产生的自感电动势很大,使

车弓与电网线之间的空气被电离,从而产生电火花。

通电自感断电自感自感电路

器材规格A1、A2灯同规格,R=

,L1的自感系数较大L2的自感系数很大自感现象在S闭合瞬间,A2灯立即亮起来,A1灯逐渐变亮,最终两灯一样亮先闭合开关,使灯泡发光,然后断开开关。在开关S断开时,A灯渐渐熄灭通电自感和断电自感的比较产生原因开关闭合时,流过线圈L1的电流迅速增大,使线圈L1产生自感电动势,阻碍电流的增大,流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增大得慢,又R=

,最终流过两灯的电流一样大断开开关S时,流过线圈L2的电流迅速减小,线圈产生自感电动势阻碍电流的减小,使电流继续存在一段时间。在S断开后,通过L2的电流会通过A灯(与原来A灯的电流方向相反),A灯不会立即熄灭。若

<RA,原来的电流

>IA,则A灯熄灭前要闪亮一下;若