4.6 互感和自感上课用

1、4.6互感和自感,复习,1、产生电磁感应的条件是什么？,2、引起回路磁通量变化的情况有哪些？,在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？,问题：, , ,一、互感现象：当一个线圈中的_变化时,它所产生的变化的_会在另一个线圈中产生感应电动势_,问题： 如图断开、闭合开关瞬间， CD中会有感应电流吗？ 这是互感吗？,I,互感电动势,电流,磁场,注意： 互感现象不仅发生于绕在_上的两个线圈 之间，而且可以发生于任何_的电路之间。 互感现象可以把_从一个电路传到另一个电路。,能量,相互靠近,同一铁芯,应用： 变压器、收音机的“磁性天线

2、”就是利用互感现象制成。利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈,防止：在电力工程和电子电路中，互感现象 有时会影响电路正常工作。,互感的应用和防止,变压器,“磁性天线”,看图回答以下问题：,1）螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？,2）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？,3）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？,4）当电流变化时，螺线管中是否产生电磁感应现象？,5）当电流变化时，螺线管中是否产生感应电动势？,6）规律及作用？,1、定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象；,2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势；,3.自感电动势的作用

3、：阻碍导体原电流变化；,4.自感电动势的方向：“增反,减同”,二、自感现象,【实验探究一】 如图所示电路，先闭合开关S调 节变阻器R，使同样规格的两个 灯泡A1和A2的明亮程度相同， 再调节变阻器R1使两个灯都正常 发光，然后断开开关S，注意观察： 重新闭合开关S的瞬间，两个灯泡 会有什么现象呢？,现象：重新接通电路的瞬间， 和滑动变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光， 和线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。,？,演示1:通电自感,反馈训练 1、实验一中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。,A B C D,C,A,【实验探究二】 如图所示

4、电路，闭合开关S，灯泡正常发光，注意观察：断开开关S瞬间，灯泡会有什么现象呢？,现象：断开电路的瞬间，灯泡会更亮一下才逐渐熄灭,？,演示2:断电自感,讨论：在如图所示的电路中，当开关S断开瞬间，灯泡A会更亮一下的条件是什么？,若RARL，有IAIL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。,若RARL，有IAIL，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。,反馈训练 2、在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为_图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为_图；,若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随

5、时间 的变化图像为_图，通过灯泡的电流图像为_图。,A B C D,A,C,B,D,描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量,决定因素,线圈的圈数,线圈的大小,线圈的形状,是否有铁芯,亨利（H）,物理意义:,单位：,甲 在铁芯上绕了几千匝的线圈，乙 空芯线圈，丙 一条导线弯了几匝的线圈,三、自感系数,用传感器研究自感现象,数据采 集感器,电流传 感器A,电流传 感器B,自感系数很大有时会产生危害：,体验自感,名称:,擦出电火花！,器材:,干电池一节、小线圈一只、导线若干。,要求:,构建电路，能看到电火花的闪现；,能体会到轻微的电击感。,电路:,自感现象的应用,自感现象应用,日光灯原理,日光灯结构

6、：,日光灯的工作原理,镇流器的作用,1、点燃时产生瞬时高压,2、工作时降压限流,如图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2为开关，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是（ ）,练习,AC,S2,自感现象的防止,油浸开关,双线绕法,四、磁场的能量,问题：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。,电场能 磁场能,磁场能 电场能,阅读教材最后一段P24，回答问题： 1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？ 2、电

7、的“惯性”大小与什么有关？,当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数,楞次定律的第二种表述 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因。 一般用于定性判明感应电流所引起的机械效果。,常见的具体情况有四种：,1、就磁通量而言，总是阻碍原磁通量的变化 （“增反减同”）,2、就相对运动而言，总是阻碍所有导体间的相对运动 （“来斥去吸”）,3、就闭合导体回路的面积而言，通过改变线圈面积来“反抗” （“増缩减扩”）,4、阻碍原电流的变化（自感现象） （“增反减同”）,课堂训练 1、演示自感的实验

8、电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮，最后达到同样亮。,A2 A1,课堂训练 3、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是( ),A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后灭 B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭 C. 接通时D1先达最亮，断开时D2后灭 D. 接通时D2先达最亮，断开时D1后灭,A,课堂训练 4、如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有( ) A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭 C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭,A,练习：,1 如图所示，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ） A A可能带正电且转速减小 B A可能带正电且转速增大 C A可能带负电且转速减小