【物理】4.6《互感和自感》.ppt

4.6 互感和自感 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. 二、自感现象 1、由于导体本身的电流发生变化它产生变化的磁场，可激发临近的感应电动势，自身也能激发感应电动势的现象，叫自感现象。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 3、通电自感、断电自感 如图电路中电源内阻不能忽略，R阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是 (　　) A．A比B先亮，然后A灭 B．B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．A、B一起亮，然后A灭 D．A、B一起亮，然后B灭 解析：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，故A、C、D错，稳定后，由于与B灯连接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，故B正确． 答案：B (2010·东北师大附中高二期中)如下图(a)、(b)中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则 (　　) ①在电路(a)中，断开S，D将渐渐变暗 ②在电路(a)中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗 ③在电路(b)中，断开S，D将渐渐变暗 ④在电路(b)中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗 A．①③　　　 B．②③　　　 C．②④　　　 D．①④ 解析：在电路(a)中自感线圈L与灯泡D串联，D与L电流相等，断开S时产生自感电动势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐减小，D将渐渐变暗，而不是立即熄灭．在电路(b)中，L与D并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从稳定值逐渐减小，故S断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将先变得更亮，然后渐渐变暗，故选项D正确． 三、自感系数 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。 * 法拉第和他的实验线圈 互感现象 在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流发生变化时，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 现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势 互感现象 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一 个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用 如：变压器 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。 3、自感电动势的作用： 阻碍导体中原来电流的变化。 1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。 “阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的 注：通过线圈中的电流不能发生突变 答案：D 电路中稳态电流为I1、I2 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； ②若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗． 两种情况灯泡电流方向均改变 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 断电时 电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 通电时 电路图 与线圈并联的灯泡 与线圈串联的灯泡 1、自感电动势方向：总是阻碍引起自感电动势的电流的变化。 2、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 3、自感系数 L－简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 单位：亨利，简称亨，符号：H 其他单位：毫亨（mH）、微亨（μH） 1 2 3 线圈越大、匝数越多，它的自感系数越大！ 给线圈中加入铁芯，自感系数比没有铁芯大得多！ （2） （3）物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。 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。 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，当断开开关S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 练习： A A 课堂训练 1、演示自感的实验电路图如右图所示，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 L A1 R A2 S R1 2、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电