互感和自感—新教材人教版高中物理选择性必修第二册课件

互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
3．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势 阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线， 其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的． (3)阻碍作用过程中能量转化的特点：线圈对变化电流的阻 碍作用结果是实现电能和磁能的相互转化．线圈中电流从无到 有时，磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中．相 反，线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能．
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
【解析】 闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线 圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以 I2 开始很小， 随着电流达到稳定，自感作用减小，I2 开始逐渐变大．闭合开关 S 时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减 小，路端电压减小，所以 R1 上的电压逐渐减小，电流逐渐减小， 故 A、C 正确．
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
如图所示的电路，线圈 L 的电阻不计，则( A )
A．S 闭合瞬间，A 板带正电，B 板带负电 B．S 保持闭合，A 板带正电，B 板带负电 C．S 断开瞬间，A 板带正电，B 板带负电 D．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下两 板都不带电
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
互感和自感—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
1自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止，且自感 电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产 生影响.

2.关于电磁感应,下列说法中正确的是 ( ) A.由于自感电流总是阻碍原电流的变化,所以自感电动势的方向总与原电流的 方向相反 B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流引起的磁通量变化越大,产生的 感应电动势就越大 C.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越 大 D.在自感现象中,电感线圈的自感系数与产生的自感电动势大小有关
一 对自感现象的理解 1.自感现象的产生:当线圈中的电流变化时,产生的磁场及穿过自身的磁通量随 之变化,依据楞次定律,会在自身产生感应电动势,叫自感电动势。 2.规律:自感现象也是电磁感应现象,也符合楞次定律,可表述为自感电动势总 要阻碍引起自感的原电流的变化。 ①当原电流增加时,自感电动势阻碍原电流的增加,方向与原电流方向相反。 ②当原电流减小时,自感电动势阻碍原电流的减小,方向与原电流方向相同。 ③自感电动势总要阻碍引起自感的原电流的变化,但阻止不住,只是变化得慢了。
【补偿训练】 1.(多选)下列关于自感现象的论述中,正确的是( ) A.线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比 B.当线圈中电流减弱时,自感电动势的方向与原电流方向相反 C.当线圈中电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反 D.穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化成正比
【解析】选C、D。线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的,与线圈的长度、
4.互感和自感
必备知识·素养奠基
一、互感现象
二、自感现象
1.自感现象:一个线圈中的电流_变__化__时,它所产生的_变__化__的磁场在它本身激 发出感应电动势的现象,产生的电动势叫作_自__感__电__动__势__。
2.通电自感和断电自感: 电路
现象
自感电动势的作用
通电 自感

变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所
示．其道理是( C )
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电
动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电
流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁
通量相互抵消
D．以上说法都不对
1
线圈中电流发生变化，是否也会在自己的回
第二章 电磁感应
2.4 互感和自感
学习目标
1.知道互感现象和自感现象的定义
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，
知道它的单位及其大小的决定因素
3.知道自感现象的利弊及其利用和防止理解
4.能够通过电磁感应的相关知识分析通、断电自
感现象的原因及磁场的能量转化问题
1
当线圈靠近电磁炉时：灯泡为什么会发光？
为电能。
2.断电自感中，灯泡是否会闪亮问题
①通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮
②通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮
1.在学完“互感和自感”这节课后，三位同学合作完成了如下小实
验：如图，他们把一节电动势为1.5V的干电池、一个开关，一个自
感系数很大的线圈、若干导线及他们自己按图示方式连接，实验过
开关断开，线圈中的电流
并未立即消失
有电流就有磁场，线圈仍具有磁场
能量储存在磁场中
开关闭合，线圈中的电流
从无到有
线圈中的磁场也是从无到有
可以看作电源把能量输送给磁场
小结
1.自感
（1）线圈中的电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能
量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）线圈中的电流减小时，磁场中的能量释放出来，转化
∴∆ ∝ ∆，

A1中电流大于L1中电流 C．图2中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同 D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等
解析：题图1中，稳定时通过A1的电流记为I1，通过L1的电流记为IL。S1断开瞬 间，A1突然变亮，可知IL>I1，因此A1和L1电阻不相等，所以A、B错误。由于最 终A2与A3亮度相同，所以两支路电流I相同，根据部分电路欧姆定律可知，两支 路电压U与电流I均相同，所以两支路电阻相同。由于A2、A3完全相同，故滑动 变阻器R与L2的电阻值相同，所以C正确。题图2中，闭合S2时，由于自感作用， 通过L2与A2的电流I2会逐渐增大，而通过R与A3的电流I3立即变大，因此电流不 相等，所以D错误。
因为 B I
所以 E n I S t
对于一个特定的线圈，n、S 是定值
所以E I t
E L I t
自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。
四、磁场的能量
1．自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量输送给磁场， 储存在磁场中。 (2)线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。 2．电的“惯性” 自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。
自感现象的“三种状态”“一个特点”
(1)三种状态 ①线圈通电瞬间可把线圈看成断路； ②断电时自感线圈相当于电源； ③电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于短路。 (2)一个特点 在发生自感现象时，电流不发生“突变”。
三、自感系数
自感电动势 E n Φ n B S
t
t
例2 图1和图2是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时， 图1中断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；图2中闭合开关S2，灯 A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说 法正确的是 ( C ) A．图1中，A1与L1的电阻值相同 B．图1中，闭合S1，电路稳定后，

相同。 流过小灯泡的电流随时间的变化
1、把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。
2、再调节变阻器 1、把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。
问当题一：线S接圈通中的的瞬电间流，线发圈生A变本身化会时不，会在产生临感近应的电另动一势R？线2圈使中两产个生感灯应泡电动都势正的现常象发，叫做互感现象。
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？
S ，调节变阻器 1、先合上开关 3、当电路断开时，观察灯泡A的亮度变化情况。
现象：1、 A2立刻正常发光。
R1的电
现象：逐渐熄灭或闪亮一下之后逐渐熄灭
2A、再调节阻变阻，器BR使2使两同个灯样泡都规C正格常发的光。两个D 灯泡A1和A2的明亮程度
A
当线圈中自身的电流发生变化时，引起线圈的磁
S
通量的变化而产生感应电动势的现象，叫做
。
实验1：通电自感 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；
4、重新接通电路时，观察：两个灯泡亮度变化情况。
4、重新接通电路时，观察：两个灯泡亮度变化情况。
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
穿过线圈的电流 I 增大
IL
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；
4、重新接通电路时，观察：两个灯泡亮度变化情况。
现象：逐渐熄灭或闪亮一下之后逐渐熄灭
1过一会儿才亮起来。

2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )
怎样自制一个几微亨的线圈？怎样自制一个几亨利的线 圈？
提示：把漆包线在铅笔上绕几圈，拔出铅笔后得到的线圈 即为几微亨的线圈；用数千匝的漆包线绕制线圈，插入铁芯， 自感系数大约几亨利．
2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )
产生电磁感应的现象叫做自感．
(2)自感电动势 ①定义：由于 自感 而产生的电动势叫做自感电动势．
ΔI ②自感电动势的大小：E＝ LΔt 叫做线圈的自感系数．
，式中的比例系数 L
2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )
自感电动势的作用是什么？方向如何？ 提示：作用：总是阻碍导体中原电流的变化． 方向：当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反； 当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同．
第二章
电磁感应及其应用
4 互感和自感
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )
2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )
(3)单位 自 感系数的 单位是 亨利
，简称 亨
，符号
是 H .常用的较小单位还有毫亨(mH)和微亨(μH).1 H＝ 103 mH,1 H＝ 106 μH.
2-4 互感和自感 —人教版（2019）高中物理选择性 必修第 二册课 件(共5 0张PPT )

否也有感应电动势？
A R1
B
E R2
一 互感现象
1.互感：互不相连的并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的
线圈电流变小，在自身中产生一个感应电流，阻碍原电流的变小，所以A1亮一下再熄灭。
电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线 如果线圈不闭合，不会产生感应电流，铁芯中磁场很快消失，就不会吸引衔铁，衔铁会立即别弹簧拉起，工作电路断开。
当开关断开时，弹簧K不会立即拉起触头C而是过一会才执行这个动作。 面积越大，匝数越多，L越大；
如果线圈不闭合，不会产生感应电流，铁芯中磁场很快消失，就不会吸引衔铁，衔铁会立即别弹簧拉起，工作电路断开。
感应电动势的作用是使L中的电流减小得更快还是更慢？
二 自感现象
1.实验演示
1）灯泡A1和A2规格相同，闭合S调节R,使两个灯泡亮度相同， 再调节R1，使它们都正常发光，然后断开S。
L R
E
S
原因：线圈电流变小，在自身中产生一个感应电流，阻碍原 电流的变小，所以A1亮一下再熄灭。
思考与讨论
1.电源断开时，通过L的电流减小，产生感应电动势。感应电 动势的作用是使L中的电流减小得更快还是更慢？
更慢
2.产生感应电动势的线圈可以看作是电源，能向外供电。由于 开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿着什么途径流动？
观察：重新接通电路，闭合开关的时候两个灯泡的发光情况。
现象： A2先亮A1后亮 原因： 线圈电流变化，在自身
L
A1
中产生一个感应电流，
A2
阻碍原电流的变大，所
以A1后亮。
R
E
S R1
2）如图所示电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。
观察：开关断开时灯泡的亮度。

E感
⇒自感电动势，阻碍Φ减少
B原
B感
⇒阻碍线圈中的电流减少。
S
IA A IL
R
IL
IL
B
LI
B
E
3.用电流传感器显示自感对电流的影响
3.用电流传感器显示自感对电流的影响
开关闭合时电流是逐渐增大的
开关闭合时电流是瞬间增大
学以致用
如图所示电路中，线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，开关 S 闭合，在 t1 时刻
2mEk
一、互感现象
1、互在感实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它 所定产义生：的变当化一的个磁线场圈会中在另的一电个流线变圈化中时产生，感它应所电产动生势的。变化的磁场会在另 一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感． 互感现象产生的感应电动势，称之为互感电动势 2、实质：电磁感应现象
3.自感系数L：来描述电感线圈对其中电流的阻碍作用。 E L I
t
4.磁场的能量：储存在磁场中的能量
①通电自感 ：电能中的一部分储存在电感线圈中。 ②断电自感 ：电感线圈中储存的能量被释放出来。
THANK YOU
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。 开关断开时线圈相当于电源，磁 场中的能量通过氖管释放出来转 化为电能，使氖管发光。
课堂小结
1.互感现象：两个不相连的电路，当一个线圈中的电流变化时，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。
2.自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈 本身激发出感应电动势的现象。
2、楞次定律的内容？
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化
3、法拉第电磁感应定律的内容是什么？

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。
利用互感现象可以把能量由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。 变压器就是利用互感现象制成的。
线圈插铁芯
自感电动势的大小 自感电动势的大小与电流的变化率成正比
L 是比例系数，它与线圈的大小、形状、圈数， 以及是否有铁芯等因素有关，叫做自感系数， 简称自感或电感。 电感的单位是亨利 （henry）， 简称亨，符号是 H。 常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(µH)。 决定线圈自感系数的因素 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大得多。
变化，使得通过电感线圈的电流不能突变；
若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕 制线圈的导线的电阻引起的．
自感电动势的方向(增反减同) 电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加，自感电动势与原电流方向相反； 电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势与原电流方向相同． 自感电动势的大小
在通电自感通电自感中并联的两个灯泡不同时亮起如图所示的电路两灯泡规格相同接通开关后调节电阻r使两个灯泡亮度相同然后断开电路再次接通的瞬间条件现象原因s闭合的瞬间a2先亮由于a2支路为纯电阻不产生自感现象a1逐渐亮起由于l的自感作用阻碍a1支路电流增大2
第二章
互感和自感
高二暑期物理预习班
互感和自感
互感现象
感应电动势自的 作感用电是使动线势圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大