新人教[原創(chuàng)]第四章第六節(jié)互感和自感

1、第十七章 電磁感應(yīng)回顧：回顧：原副線圈的原副線圈的互感互感 現(xiàn)象現(xiàn)象觀察：觀察：重新接通電路時(shí)，兩個(gè)燈泡亮度變化情況。重新接通電路時(shí)，兩個(gè)燈泡亮度變化情況。實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一：2、再調(diào)節(jié)變阻器再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個(gè)燈使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光。泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關(guān)然后斷開開關(guān)S。1、先合上開關(guān)先合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)燈泡燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1解釋：解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈線圈L的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會(huì)產(chǎn)生

2、感的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大，所應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大，所以通過以通過A1的電流只能逐漸增大，燈泡的電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來。只能逐漸亮起來。問題：問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會(huì)才亮？與線圈相連的燈泡為什么要過一會(huì)才亮？ 反饋訓(xùn)練1、實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的電流隨時(shí)間變化的圖像為的圖像為 圖；通過燈泡圖；通過燈泡A2的的電流隨時(shí)間變化的圖像為電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖。圖。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S

3、 R1實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：1、把燈泡、把燈泡A和帶和帶鐵芯鐵芯 的線圈的線圈L并聯(lián)在并聯(lián)在直流電路中。直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。開電路。觀察：觀察：電路斷開瞬間，小燈泡亮度變化情況。電路斷開瞬間，小燈泡亮度變化情況。ALS解釋：解釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開，但線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開，但線圈圈L和燈泡和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)組成了閉合

4、電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。電流通過，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。想一想：電鍵斷開前后，通過燈泡的電流方向是否想一想：電鍵斷開前后，通過燈泡的電流方向是否相同？什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅？相同？什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅？ 反饋訓(xùn)練2、在實(shí)驗(yàn)二中，若線圈在實(shí)驗(yàn)二中，若線圈L的電阻的電阻RL與燈泡與燈泡A的電阻的電阻RA相等，則電鍵相等，則電鍵 斷開前后通過線斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖，通圖，通過燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為過燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖；圖；若若RL遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于RA，則電鍵則電鍵 斷開前后通過線圈的電

5、流隨時(shí)斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為 圖。圖。It A B C DItItItACBDALS 五 自 感 一、自感：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化一、自感：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。而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。 在自感中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫自感電動(dòng)勢(shì)。在自感中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫自感電動(dòng)勢(shì)。 二、自感電動(dòng)勢(shì)：二、自感電動(dòng)勢(shì)： 1、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。體中原來電流的變化。 通電時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)與電流反向；斷電時(shí)與通電時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)與電流反向

6、；斷電時(shí)與電流同向，使通過線圈的電流不發(fā)生突變，而電流同向，使通過線圈的電流不發(fā)生突變，而是逐漸變化。是逐漸變化。 二、自感電動(dòng)勢(shì)：二、自感電動(dòng)勢(shì)： 1、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)體中原、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。來電流的變化。 2、大小：、大小：即：即：E自自 = LIt 三三、自感系數(shù)：自感系數(shù)：由線圈本身的特性決定，線由線圈本身的特性決定，線圈的橫截面積越大、線圈越長、匝數(shù)越多，自感系圈的橫截面積越大、線圈越長、匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，有鐵芯線圈的自感系數(shù)，比沒有鐵數(shù)越大。另外，有鐵芯線圈的自感系數(shù)，比沒有鐵芯時(shí)要大得多。自感系數(shù)簡稱自感或電感。芯時(shí)

7、要大得多。自感系數(shù)簡稱自感或電感。單位：亨利（單位：亨利（H） 1mH=10 H 1H=10 H -3 -6 自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流強(qiáng)度的變化率自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流強(qiáng)度的變化率成正比。成正比。 反饋訓(xùn)練3、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，L是電感線圈，是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的是規(guī)格相同的燈泡，燈泡，R的阻值與的阻值與L的直流電阻值相同。的直流電阻值相同。當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時(shí)，觀察到的自當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達(dá)到先亮，最后達(dá)到同樣亮。同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R14、上圖中，電阻、上圖中，

8、電阻R的電阻值和電感的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很的自感系數(shù)都很大，但大，但L的直流電阻值很小，的直流電阻值很小，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵的燈泡。則當(dāng)電鍵S閉合瞬間，閉合瞬間， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2A2A1 反饋訓(xùn)練5、如圖所示的電路中，、如圖所示的電路中，D1和和D2是是兩個(gè)相同的小燈泡，兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相相同。在電鍵接通和斷開時(shí)，燈泡同。在電鍵接通和斷開時(shí)，燈泡D1和和D2亮暗的順序是亮暗的順序是A. 接通時(shí)接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D

9、1后滅后滅B. 接通時(shí)接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅后滅C. 接通時(shí)接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅后滅D. 接通時(shí)接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D1后滅后滅D1 D2L RS 反饋訓(xùn)練6、如圖所示，、如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)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)有斷開電鍵的瞬間會(huì)有A . 燈燈A立即熄滅立即熄滅 B . 燈燈A慢慢熄滅慢慢熄滅C . 燈燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D . 燈燈A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AE自自+E四、自

10、感現(xiàn)象的防止四、自感現(xiàn)象的防止大型電動(dòng)機(jī)定子繞組電路的斷開。大型電動(dòng)機(jī)定子繞組電路的斷開。 E自自 EL A五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用1、日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)、日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需要一個(gè)低于需要一個(gè)低于220V的工作的工作電壓。電壓。2、自感系數(shù)較大的線圈自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時(shí)能產(chǎn)生（鎮(zhèn)流器）在斷開時(shí)能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，可誰來充當(dāng)自動(dòng)瞬時(shí)高壓，可誰來充當(dāng)自動(dòng)開關(guān)？開關(guān)？啟動(dòng)器啟動(dòng)器 E自自 EE自自+EL A五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用:點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓工作時(shí)降壓限流工作時(shí)降壓限流鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器小結(jié)一、

11、自感：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電一、自感：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。磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。即：即：E自自 = LIt式中式中L為自感系數(shù)，為自感系數(shù)，又稱自感或電感又稱自感或電感。二、自感電動(dòng)勢(shì)：二、自感電動(dòng)勢(shì)：1、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)體中原來電、方向：自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。流的變化。2、大?。鹤愿须妱?dòng)勢(shì)的大小跟電流強(qiáng)度的變化率成、大?。鹤愿须妱?dòng)勢(shì)的大小跟電流強(qiáng)度的變化率成正比。正比。 注意：分析自感現(xiàn)象，關(guān)鍵是分清線圈中電流的變注意：分析自感現(xiàn)象，關(guān)鍵是分清線圈中電流的變化，確定自感電動(dòng)勢(shì)的方向及怎樣阻礙線圈中電流的化，確定自感電動(dòng)勢(shì)的方向及怎樣阻礙線圈中電流的變化，從而在與線圈相聯(lián)接的元件上產(chǎn)生怎樣的效應(yīng)。變化，從而在與線圈相聯(lián)接的元件上產(chǎn)生怎樣的效應(yīng)。研究性學(xué)習(xí)日光燈壽命與開關(guān)次數(shù)關(guān)