(新课标)2020版高中物理第四章电磁感应6互感和自感课件

线圈L1
线圈L2
P G
滑动变阻器P滑动时,线圈2中是否有感应电流？
一、互感现象
1 、定义：
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。 (互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势)
2、利作用用互：感线现圈象可L1以把能量从一个线圈传线递圈到另L2一个线圈，
因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是 利用互感现象制成的。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
E L I t
2、自感系数 L－简称自感或电感
3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 （1）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。
2. 应用：变压器
二、自感现象
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。
三、自感电动势与自感系数
1、自感电动势的大小：E L I
t
2、自感系数L：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯有关
P G
法拉第
开关S
问题情景：
如图闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？ 若有，方向如何？
这是互感吗？
C
ו
•
•
A
G
•× • × • ו ו • •• ••••
• • • • ••
••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。
（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（μH）
双线绕法消除自感：
由于两根平行导线中的 电流方向相反，它们的磁 场可以互相抵消，从而可 以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。

断电 自感
电路
现象 自感电动势的作用
断开开关的
瞬间，灯泡 A逐渐变 暗，直至熄
阻碍电流的 17 ___减__小_____
灭
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3．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是( ) A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大 B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大 C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零 D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大
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5．自感现象中电的“惯性”
自感电动势有阻碍线圈中 15 _电__流__变__化___的“惯性”．
6．通电自感和断电自感
电路
现象 自感电动势的作用
接通电源的
通电 自感
瞬间，灯泡 阻碍电流的 16 A1逐渐地亮 __增__加______ 起来
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1．无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活．在无线 电技术中，常有这样的要求，即一个线圈中电流变化时对另一 个线圈中的电流影响最小．如图两个线圈安装位置的图中，最 符合该要求的是( )
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解析：选D 当一个线圈中有电流变化时，在其周围会产生 变化的磁场，会影响临近线圈中的电流．在D装置中，两线圈正 交放置，当一个线圈电流变化时，产生的变化磁场不通过另一 个线圈，对另一个线圈影响最小，D选项正确．
解析：选C 开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由左 向右先减小后反向增加，线圈B中磁场也是如此，由楞次定律可 得R中电流由Q→P，C正确．
12/9/20Leabharlann 1第八页，共二十八页。要点二 自感现象 1．自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在 3 ___它__本__身___激发出感应电动势的现象．

ΔΦ 律，即 E∝ Δt .
由于其磁通量的变化是由通过自身的电流变化引起的，故自 感电动势的大小与电流的变化快慢有关，即
E∝ΔΔIt.
不同的线圈在电流变化一致的情况下，自感电动势不同，说 明自感电动势与线圈的构造有关．写成等式有
E＝LΔΔtI. 5．自感系数大小的决定因素 (1)上式中 L 是比例系数，由线圈本身的构造决定，是反映 不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，叫做自感系数，简 称自感或电感．
2．工作原理 当开关闭合后，电源把电压加在启动器的两极 之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使 U 形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器 的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过．电路接通 后，启动器中的氖气停止导电，U 形动触片冷却收 缩，两个触片分离，电路自动断开，流过镇流器中的电流迅速减 小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压的方向相同，在 灯管两端形成瞬时高电压，使灯管中的气体开始导电，于是日光 灯管成为电流的通路而开始发光，其简易工作原理图如图所示．
规律方法
规律鸟瞰 规律一：互感现象 规律二：自感电动势 规律三：自感现象的防止 规律四：含容电路自感现象的分析
考点热度 ★★★ ★★★ ★★ ★★★
规律一 互感现象 1．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应用．变压器就是利用互感 现象制成的．互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之 间如图 1，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间如图 2.
【解析】当电键 S 闭合时，灯 A2 立即发光．通过线圈 L 的 电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感 应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只 能逐渐增大，灯 A1 逐渐亮起来．所以 A2 比 A1 先亮．由于线圈 直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势， 两灯电流相等，亮度相同．故 A 项正确，B、C、D 三项错误．

回路,如图 4-6-1 所示.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流
的条件.关于该实验,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 a→b 的感应电流
图 4-6-1
B.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 b→a 的感应电流
C.闭合开关 S 后,在增大电阻 R 的过程中,电流表 G 中有 a→b 的感应电流
C．AB 向左加速运动，电流方向 C→L→D
D．AB 向左减速运动，电流方向 C→L→D
[答案] AB [解析] 向右匀速运动，金属棒 AB 产 生的电动势恒定，电流恒定，右边线 圈的电流恒定，磁场恒定，左边线圈 中无感应电流，故选项 A 错误；AB 向右加速运动，金属棒 AB 产生的电 动势不断增加，电流不断增加，右边 线圈的电流不断增加，磁场不断增 加，左边线圈会产生感应电流，根据
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考点三 断电自感现象
[想一想]断电自感电路图如图4-6-4所示,
线圈L的直流电阻大于灯泡A的电阻,接通电路,待灯泡A正常发光,然后断开
电路.
(1)断开电路时,有什么现象发生?
(2)试分析现象发生的原因.
(3)若开关断开后,A比原来更亮、需要满足什么条件?
图4-6-4
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[答案](1)S断开时,A灯逐渐熄灭. (2)当S断开时,L中的电流突然减小,穿过L的磁通量突然减少,L中产生感应 电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小,此时L与A构成闭合回路, 故A中还有一段持续电流,但A中的电流方向与原电流方向相反. (3)断电后A中的电流与L中的电流变化一致,只有满足RL<RA,则通电稳定后 L中的电流比A中的电流大,断开S时,A比原来更亮.
考点四 对自感电动势及自感系数的理解 [想一想] (1)自感电动势的大小取决于哪些因素?自感系数与什么有关? (2)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?有的甚 至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论.