湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理课件选修324.6互感和自感

1、4.6 互感和自感,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？,3、利用互感现象，可以把能量从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。,一、互感现象,1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势,2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间,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

2、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?,思考与讨论,二、自感现象,1、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。,注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用,自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化,演示实验1,A1、A2是规格完全一样的灯泡.闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S.重新闭合S,观察到什么现象?,灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡

3、A1逐渐亮起来.,电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间.,现象：,分析:,接通电路,待灯泡A正常发光.然后断开电路,观察到什么现象?,S断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭.,现象:,演示实验2,1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比,2、自感系数 L(简称自感或电感),（1）决定线圈自感系数的因素：,（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（H）,实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时

4、大得多。,三、自感系数,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,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,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,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、电的“惯性”大小与什么有关？,思考与讨论,当线圈中的电流增加时，自感电流的方向与原电流方向相反

5、,自感现象是指当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,自感系数L由线圈自身的性质决定，与线圈的大小、粗细、匝数、有无铁芯有关,自感现象,当线圈中的电流减小时，自感电流的方向与原电流的方向相同,自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生在判断电路性质时，一般分析方法是:,当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以把L看成一个阻值很大的电阻,当流经线圈L的电流突然减小瞬间，我们可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流,自感现象,除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？,自感现象,当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连

6、导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已,有关自感现象,下列叙述中正确的是：（ ） A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零 B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化 C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大 D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大,课堂训练,B,如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( ),A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮 B.合上开

7、关S接通电路时,A2和A1始终一样亮 C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭 D.断开开关S切断电路时,A2和A1都要过一会儿才熄灭,AD,课堂训练,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,L A,A,课堂训练,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( ),如图所示的电路中，电灯A和B与固定电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,AB亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,下列说法正确的是( ),课堂训练,A.灯B立即熄灭 B.灯

8、A将比原来更亮一些后再熄灭 C.有电流通过B灯,方向为c-B-d D.有电流通过A灯,方向为b-A-a,AD,如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是( ),课堂训练,L,A,2I,I,S,I,i,t,to,0,I,i,t,to,0,-I,I,i,t,to,0,-I,-2I,I,i,t,to,0,2I,A,B,C,D,C,发出可见光,荧光粉受到紫外线照射,在高压下导电,发出紫外线,两端灯丝给气体加热并给气体加上高电压,日光灯管的结构,自感现象的应用日光灯,自感现象的应用日光灯,日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需要一个低于220V的工作电压。,自感系数较大的线圈,如何产生瞬时高压?,镇流器结构和作用：,启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流,启动器组成和作用：,起到一个开关的作用,自感现象的应用日光灯,自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？,启动器,电流流向,自感现象的应用日光灯,下列说法正确的是（ ） A日光灯开始工作时，需要启动器 B日光灯开始工作时，不需要镇流器 C日光灯正常工作时，需要启动器 D