高中物理 4.6 互感和自感課件 新人教版選修3-2.ppt

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(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？,1. 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈 中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。 2. 互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩 個(gè)線圈之間，且可發(fā)生于任何兩個(gè)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(gè)線圈傳遞到另 一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(dòng)勢(shì)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(shí)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(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng) 勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)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(duì)電流的變化起延遲作用。,二、自感現(xiàn)象,演示實(shí)驗(yàn)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(shí)，A 燈突然閃亮一下才熄滅。,思考與討論,1. 電源斷開時(shí)，通過線圈L的電流減小，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的線圈可以看做一個(gè)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(dòng)？,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(shí)驗(yàn)的效果更明顯，對(duì)線圈L應(yīng)該有什么要求？,三、自感電動(dòng)勢(shì)和自感系數(shù),1. 自感電動(dòng)勢(shì)的大?。?與電流的變化率成正比,2. 自感電動(dòng)勢(shì)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(jiǎn)稱自感或電感: （1）決定線圈自感系數(shù)的因素：實(shí)驗(yàn)表明，線圈 越長(zhǎng)，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(shí)大得多。 （2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào) H。 常用單位：毫亨（m H） 微亨（H）,1. 自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化,(1)接通電路時(shí)，由電能轉(zhuǎn)化為線圈的 磁場(chǎng)能，電流穩(wěn)定后線圈中就儲(chǔ)存有一定 的磁場(chǎng)能； (2)斷電時(shí)，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)把原儲(chǔ) 存在線圈內(nèi)的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能用以維持 這個(gè)閉合回路中保持一定時(shí)間的電流。,四、磁場(chǎng)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(chǎng)能越多，且閉合 開關(guān)這個(gè)過程持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)； (2)斷開電路使線圈中電流減小時(shí)，磁場(chǎng) 能轉(zhuǎn)化的電能越多，且持續(xù)時(shí)間亦越長(zhǎng)。,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(chǎng)能儲(chǔ)存起來，將儲(chǔ)存 的磁場(chǎng)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(shí) 電壓； c. 自感線圈可以延續(xù)電流的變化時(shí)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(huì)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(xiǎn)。 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(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。 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(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 (1)自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電 流變化。 (2)自感電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)具有能量。,小結(jié),課堂訓(xùn)練,1. 演示自感的實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(gè)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(gè)相同的小燈泡， L是一個(gè)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(shí)，燈泡D1 和D2亮暗的順序是( ) A. 接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)D1后滅 B. 接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅 C. 接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅 D. 接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)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(huì)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,