高中物理 4.6 互感和自感課件 新人教版選修3-2.ppt

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人教版選修3-2,第四章 傳感器 第六節(jié) 互感和自感,,在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？,1. 當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈 中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。 2. 互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩 個線圈之間，且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電 路之間。 3. 利用互感現(xiàn)象，可以 把能量從一個線圈傳遞到另 一個線圈。因此，互感現(xiàn)象 在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有 廣泛的應(yīng)用。,,一、互感現(xiàn)象,[演示實驗1] A1、A2是 規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電 鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R，使A1、A2 亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使兩燈 正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。重 新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？,[現(xiàn)象] 燈泡A2立刻正常發(fā)光，跟線圈L串聯(lián)的燈 泡A1逐漸亮起來。,[分析] 電路接通時，電流由零開始增加，穿過線 圈L的磁通量逐漸增加，L中產(chǎn)生的感應(yīng)電 動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙 L中電流增加，即推遲了電流達(dá)到正常值 的時間。,1. 由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生 的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。 2. 自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動 勢。自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的 電流變化。 注意：“阻礙”不是“阻止”，電流 原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢 了，即對電流的變化起延遲作用。,,二、自感現(xiàn)象,[演示實驗2],接通電路，待燈泡A正 常發(fā)光。然后斷開電路，觀 察到什么現(xiàn)象？,[現(xiàn)象] S斷開時，A 燈突然閃亮一下才熄滅。,思考與討論,1. 電源斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的作用是使線圈L中的電流減小得更快些還是更慢些？,2. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈可以看做一個電源，它能向外供電。由于開關(guān)已經(jīng)斷開，線圈提供的感應(yīng)電流將沿什么途徑流動？,3. 開關(guān)斷開后，通過燈泡的感應(yīng)電流與原來通過它的電流方向是否一致？,4. 開關(guān)斷開后，通過燈泡的感應(yīng)電流是否有可能比原來的電流更大？為了使實驗的效果更明顯，對線圈L應(yīng)該有什么要求？,,三、自感電動勢和自感系數(shù),1. 自感電動勢的大?。? 與電流的變化率成正比,2. 自感電動勢的方向：“增反減同”，總是起著推 遲電流的變化的作用,3. 自感系數(shù) L－簡稱自感或電感: （1）決定線圈自感系數(shù)的因素：實驗表明，線圈 越長，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另 外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯 時大得多。 （2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號 H。 常用單位：毫亨（m H） 微亨（μH）,1. 自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化,(1)接通電路時，由電能轉(zhuǎn)化為線圈的 磁場能，電流穩(wěn)定后線圈中就儲存有一定 的磁場能； (2)斷電時，線圈的自感電動勢把原儲 存在線圈內(nèi)的磁場能轉(zhuǎn)化為電能用以維持 這個閉合回路中保持一定時間的電流。,,四、磁場的能量,2. 電感L在自感現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化中所起的 作用,(1)L越大→E自越大→電源克服E自所做 的功越多→電能轉(zhuǎn)化的磁場能越多，且閉合 開關(guān)這個過程持續(xù)時間越長； (2)斷開電路使線圈中電流減小時，磁場 能轉(zhuǎn)化的電能越多，且持續(xù)時間亦越長。,3. 自感現(xiàn)象的利用和防止,(1)自感線圈的作用 a. 電能轉(zhuǎn)化為磁場能儲存起來，將儲存 的磁場能轉(zhuǎn)化為電能； b. 當(dāng)L很大，產(chǎn)生E自，增大電路的瞬時 電壓； c. 自感線圈可以延續(xù)電流的變化時間，起 到一定的穩(wěn)壓限流作用,(2)有害的自感現(xiàn)象及其防止 L很大又I變化很快的電路中(如切斷強(qiáng) 電流瞬間)，會產(chǎn)生很高的E自，使開關(guān)的閘 刀與固定觸電片間的空氣電離形成電弧，造 成危險。 防止辦法：a. 開關(guān)裝在金屬殼內(nèi)； b. 使用曲繞開關(guān)； c. 雙線繞法。,1. 當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生 的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。 2. 由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電 磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。 3. 自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。 (1)自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電 流變化。 (2)自感電動勢大?。?4. 自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及 有無鐵心有關(guān)。 5. 磁場具有能量。,,小結(jié),課堂訓(xùn)練,1. 演示自感的實驗電 路圖如右圖所示，L是電感 線圈，A1、A2是規(guī)格相同 的燈泡，R的阻值與L的直 流電阻值相同。當(dāng)開關(guān)由 斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是_____比 ______先亮，最后達(dá)到同樣亮。,,A2,A1,2. 上圖中，電阻R的 電阻值和電感L的自感系數(shù) 都很大，但L的直流電阻值 很小，A1、A2是兩個規(guī)格 相同的燈泡。則當(dāng)電鍵S閉 合瞬間，______比_____先亮，最后_____比 ______亮。,課堂訓(xùn)練,,A2,A1,A1,A2,3. 如圖所示的電路中， D1和D2是兩個相同的小燈泡， L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的 線圈，其阻值與R相同。在 電鍵接通和斷開時，燈泡D1 和D2亮暗的順序是( ) A. 接通時D1先達(dá)最亮，斷開時D1后滅 B. 接通時D2先達(dá)最亮，斷開時D2后滅 C. 接通時D1先達(dá)最亮，斷開時D2后滅 D. 接通時D2先達(dá)最亮，斷開時D1后滅,,課堂訓(xùn)練,,A,4. 如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈， 電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的 瞬間會有（ ） A. 燈A立即熄滅 B. 燈A慢慢熄滅 C. 燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅 D. 燈A突然閃亮一下再突然熄滅,A,課堂訓(xùn)練,,