互感和自感课件-高二下学期物理人教版选择性

完成一个小目标，需要一个大智慧！授课教师：李长青学习目标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。复习回顾产生电磁感应的条件？

磁通量发生改变感生电动势、动生电动势表达式？思考：如图，接通、断开开关S，线圈P会不会产生感应电动势？会、磁通量发生改变；新课导入

你能否设计一个电路，切断电源后使小灯泡缓慢熄灭？

普通照明电路，白炽灯泡切断电源后，立即熄灭。原理？学习任务一：互感现象1.互感、互感电动势：互感：一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感；互感电动势：互感现象中产生的感应电动势；I变U不相连、相互靠近实例变压器2.功能：传递能量互感现象实验学习任务二：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过程：能量：通电开始，线圈开始储存能量，延缓电流增大；通电自感ItI3I2I3I2通电自感：过程：能量：断开开关S后，线圈释放储存能量，延缓电流减小；断电自感ItILI线圈I灯泡断电自感：观察到什么现象？断开开关的瞬间，灯泡骤亮后逐渐熄灭。断开开关后，通过线圈的电流减小穿过线圈的磁通量减小灯泡逐渐熄灭线圈产生感应电动势感应电流方向与原电流方向相同阻碍电流减小断电自感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：I原

变化，引起ϕ

变化总结：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

自感现象的“三种状态”“一个特点”(1)三种状态①线圈通电瞬间可把自感线圈看成断路。②断电时自感线圈相当于电源。③电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈的电阻为0，相当于短路。(2)一个特点在发生自感现象时，线圈中电流不发生“突变”。学习任务评价一【例题1】如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙所示)。已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡A的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2Ω；1）线圈的直流电阻为

Ω；2）断开开关前，通过灯泡的电流大小为

A；断开开关后，通过灯泡的电流的最大值为

A；开关断开前后比较，通过灯泡的电流的方向

(填“相同”或“相反”)。3）开关断开时，该同学观察到的现象为：_______________；40.91.5灯泡闪亮，然后逐渐熄灭相反学习任务三：自感系数自感系数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=106μH②决定L大小的因素③物理意义：描述线圈阻碍电流变化的本领。1H定义：如果通过线圈的电流在1S内改变1A时，产生的电动势是1V，这个线圈的自感系数就是1H；约瑟夫·亨利HenryJoseph1797-1878决定因素线圈的圈数是否有铁芯线圈的大小线圈的粗细互感、自感现象的应用及防止：防止：应用：双线并绕BIBI电路板布线：平行布线减小电感，弯曲布线增大电感；抗干扰互感线圈变压器互感高频互感线圈1.互感电能磁场能电能AB〜〜变压器分析下列现象中能量的转化BB’I1I22.通电自感电能磁场能3.断电自感磁场能电能BB’I1I2A学习任务评价二【例题2】如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流，则图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）CC【例题3】如图为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器（）A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小B探究1：（二次感应）：如图水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(

)A、向右减速运动B、向左匀速运动C、向右匀速运动D、向左加速运动ADV减速I感B感B感向上、减小、Φ引向下、增大、Φ引I减小I增大V加速VI感V探究2：（电动机的反电动势）：电机原理：通电导线在磁场中受安培力而运动；感应电动势是加强、还是削弱了电源的电流？感应电动势利于、还是阻碍线圈的转动？反电动势作用：削弱了电源的电流、阻碍线圈的转动；课堂小结1.互感现象：一个线圈中电流变化引起另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感现象；2.自感现象由于导体本身的电流变化，使导体本身产生电磁感的应现象；3.自感电动势：

自感系数L：与线圈大小、形状、圈数、有无铁芯有关；线圈A电流变化(磁通量变化)→线圈B产生互感电动势（互感电流）→感应电流磁场阻碍A磁通量变化线圈A电流变化(磁通量变化)→自身产生自感电动势（自感电流）→感应电流磁场阻碍A磁通量变化【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课堂练习解析：

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。【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。线圈L“角色”通电：稳态：断电：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【3】

（多选）延时继电器是生产生活中常用的电气设备，一种延时继电器的电路原理图如图所示。对于该延时继电器，下列说法正确的是（）A、使用时，电路中的线圈P起到延时作用B、使用时，电路中的线圈Q起到延时作用C、断开S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→bD、闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→bBC做一做：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。日光灯的工作原理→高电压启动电键闭合(1)发光原理气体导电产生紫外线(2)工作条件激发荧光物质发光→低电流