第四章第六節(jié)互感和自感

1、第六節(jié)互感和自感第六節(jié)互感和自感第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解互感現(xiàn)象及互感現(xiàn)象的應(yīng)用了解互感現(xiàn)象及互感現(xiàn)象的應(yīng)用2了解自感現(xiàn)象，認識自感電動勢對電路中電流的影響了解自感現(xiàn)象，認識自感電動勢對電路中電流的影響3了解自感系數(shù)的意義和決定因素了解自感系數(shù)的意義和決定因素4知道磁場具有能量知道磁場具有能量欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象研學(xué)教材研學(xué)教材 1互感：互感：兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中

2、的電流變化時 ， 它 所 產(chǎn) 生 的 變化的磁場會在另 一 個 線 圈 中 產(chǎn) 生時 ， 它 所 產(chǎn) 生 的 變化的磁場會在另 一 個 線 圈 中 產(chǎn) 生_ ，這種現(xiàn)象叫做互感，這種現(xiàn)象叫做互感2互感的應(yīng)用和危害互感的應(yīng)用和危害(1)應(yīng)用：傳遞應(yīng)用：傳遞_，如變壓器、收音機的磁性天線，如變壓器、收音機的磁性天線(2)危害：影響電路的正常工作危害：影響電路的正常工作感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢能量能量欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)成功體驗成功體驗如圖所示是一種延時繼電器的示意圖鐵芯上有兩個線圈如圖所示是一種延時繼電器的示意圖鐵芯上有兩個線圈A和和B.線圈線圈A跟電源連接，線圈跟電源連接，線

3、圈B兩端連在一起，構(gòu)成一個閉兩端連在一起，構(gòu)成一個閉合電路在斷開開關(guān)合電路在斷開開關(guān)S的時候，彈簧的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵并不會立刻將銜鐵D拉拉起而使觸頭起而使觸頭C(連接工作電路連接工作電路)離開，而是過一小段時間后才離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作延時繼電器就是這樣得名的請解釋：執(zhí)行這個動作延時繼電器就是這樣得名的請解釋：(1)當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S斷開后，為什么電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段斷開后，為什么電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段時間？時間？(2)如果線圈如果線圈B不閉合，是否會對延時效果產(chǎn)生影響？為不閉合，是否會對延時效果產(chǎn)生影響？為什么？什么？欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章

4、電磁感應(yīng)提示：提示：(1)開關(guān)開關(guān)S斷開時，將在線圈斷開時，將在線圈B中產(chǎn)生互感電動勢，閉中產(chǎn)生互感電動勢，閉合電路中形成電流，電磁鐵仍然有磁性吸住銜鐵合電路中形成電流，電磁鐵仍然有磁性吸住銜鐵D，隨電流，隨電流的逐漸減小，磁性逐漸變?nèi)踔敝岭姶盆F磁性消失，彈簧的逐漸減小，磁性逐漸變?nèi)踔敝岭姶盆F磁性消失，彈簧K才才會將銜鐵會將銜鐵D拉起而使觸頭拉起而使觸頭C離開離開(2)如果線圈如果線圈B不閉合，在開關(guān)不閉合，在開關(guān)S斷開時，線圈斷開時，線圈B中不會產(chǎn)生電中不會產(chǎn)生電流，電磁鐵的磁性很快消失，也就沒有了延時效果流，電磁鐵的磁性很快消失，也就沒有了延時效果欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感

5、應(yīng)二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象自主探究自主探究下表給出了通電自感和斷電自感實驗中觀察到的現(xiàn)象，通過下表給出了通電自感和斷電自感實驗中觀察到的現(xiàn)象，通過分析，回答下列問題：分析，回答下列問題：(1)自感電動勢具有什么作用？自感電動勢具有什么作用？(2)在斷電自感實驗中，要使燈泡在開關(guān)斷開時比原來更在斷電自感實驗中，要使燈泡在開關(guān)斷開時比原來更亮，需要滿足什么條件？亮，需要滿足什么條件？欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)電路電路現(xiàn)象現(xiàn)象通電通電自感自感 接通電源的瞬間，燈泡接通電源的瞬間，燈泡A1緩慢變亮緩慢變亮斷電斷電自感自感斷開開關(guān)的瞬間，燈泡斷開開關(guān)的瞬間，燈泡A逐漸變逐漸變暗有時燈泡

6、暗有時燈泡A會閃亮一下，然后逐會閃亮一下，然后逐漸變暗漸變暗欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1自感現(xiàn)象：自感現(xiàn)象：當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，在它本當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，在它本身激發(fā)出身激發(fā)出_的現(xiàn)象的現(xiàn)象2自感電動勢：自感電動勢： _現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢3自感電動勢的作用自感電動勢的作用電流增加時，自感電動勢阻礙電流的電流增加時，自感電動勢阻礙電流的_ ；電流減小；電流減小時，自感電動勢阻礙電流的時，自感電動勢阻礙電流的_ ，即自感電動勢總是阻，即自感電動勢總是阻礙礙_4在斷電自感實驗中，要使燈泡在開關(guān)斷開時更亮，則在斷電自感實驗中，要使

7、燈泡在開關(guān)斷開時更亮，則需滿足開關(guān)閉合時，線圈中的電流比燈泡中的電流需滿足開關(guān)閉合時，線圈中的電流比燈泡中的電流_感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢自感自感增加增加減小減小電流的變化電流的變化大大欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)亨利亨利H匝數(shù)匝數(shù)鐵芯鐵芯欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)成功體驗成功體驗判斷正誤判斷正誤(1)線圈中的電流不變時，自感電動勢為線圈中的電流不變時，自感電動勢為0，則自感系數(shù)為，則自感系數(shù)為0()(2)線圈的自感系數(shù)與電流的變化率成正比線圈的自感系數(shù)與電流的變化率成正比()(3)線圈的自感系數(shù)與自感電動勢的大小、電流的變化情況線圈的自感系數(shù)與自感電動勢的大小、

8、電流的變化情況無關(guān)無關(guān)()(4)自感電動勢的方向總是與原電流方向相反自感電動勢的方向總是與原電流方向相反()提示：提示：(1)(2)(3)(4)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)四、磁場的能量四、磁場的能量自研教材自研教材線圈中電流從無到有時：磁場從無到有，電源把能量輸送給線圈中電流從無到有時：磁場從無到有，電源把能量輸送給_ ，儲存在，儲存在_中；線圈中電流從有到無時：磁場從中；線圈中電流從有到無時：磁場從有到無，磁場中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為有到無，磁場中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為_磁場磁場磁場磁場電能電能欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)成功體驗成功體驗斷電自感的實驗中，為什么

9、開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？試從能量的角度加以解釋一段時間？試從能量的角度加以解釋提示：提示：開關(guān)斷開后，線圈中儲存的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電開關(guān)斷開后，線圈中儲存的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能，故燈泡發(fā)光持續(xù)一會能，故燈泡發(fā)光持續(xù)一會欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)要 點 探 究 講 練 互 動要 點 探 究 講 練 互 動要點一對自感現(xiàn)象的理解要點一對自感現(xiàn)象的理解1對自感現(xiàn)象的理解對自感現(xiàn)象的理解自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律楞次定律2對自感電

10、動勢的理解對自感電動勢的理解(1)產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)(2)自感電動勢的方向自感電動勢的方向當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢方向與原電流方向相同原電流減小時，自感電動勢方向與原電流方向相同(即：增即：增反減同反減同)(3)自感電動勢的作用自感電動勢的作用阻礙原電流的變化，而不是阻止，原電流仍在變化，

11、只是使阻礙原電流的變化，而不是阻止，原電流仍在變化，只是使原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作用原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作用欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)3對電感線圈阻礙作用的理解對電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電路中電流的變化，使得通過電感線圈的電流不能勢阻礙電路中電流的變化，使得通過電感線圈的電流不能突變突變(2)若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的

12、其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng) 如如圖所示的電路中，電源電動勢為圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻，內(nèi)阻r不能忽不能忽略略R1和和R2是兩個定值電阻，是兩個定值電阻，L是一個自感系數(shù)較大的線是一個自感系數(shù)較大的線圈開關(guān)圈開關(guān)S原來是斷開的，從閉合開關(guān)原來是斷開的，從閉合開關(guān)S到電路中電流達到穩(wěn)到電路中電流達到穩(wěn)定為止的時間內(nèi)，通過定為止的時間內(nèi)，通過R1的電流的電流I1和通過和通過R2的電流的電流I2的變化的變化情況是情況是()AI1開始較大而后逐漸變小開始較大而后逐漸變小BI1開始很小而后逐漸變大開始很小而后逐漸變大CI2開始很小而后逐

13、漸變大開始很小而后逐漸變大DI2開始較大而后逐漸變小開始較大而后逐漸變小欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)【思路點撥思路點撥】(1)電流變化時，電感線圈對電流的變化有電流變化時，電感線圈對電流的變化有阻礙作用阻礙作用(2)電流穩(wěn)定時，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線電流穩(wěn)定時，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線【解析解析】閉合開關(guān)閉合開關(guān)S時，由于時，由于L是一個自感系數(shù)較大的線是一個自感系數(shù)較大的線圈，產(chǎn)生反向的自感電動勢阻礙電流的變化，所以開始圈，產(chǎn)生反向的自感電動勢阻礙電流的變化，所以開始I2很很小，隨著電流達到穩(wěn)定，自感作用減小，小，隨著電流達到穩(wěn)定，自感作用減小，I2開始逐漸變開始逐漸變大閉合開

14、關(guān)大閉合開關(guān)S時，由于線圈阻礙作用很大，路端電壓較時，由于線圈阻礙作用很大，路端電壓較大，隨著自感作用減小，路端電壓減小，所以大，隨著自感作用減小，路端電壓減小，所以R1上的電壓逐上的電壓逐漸減小，電流漸減小，電流I1逐漸減小，故選逐漸減小，故選AC.【答案答案】AC欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1下列說法正確的是下列說法正確的是()A當(dāng)線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢當(dāng)線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢B當(dāng)線圈中電流反向時，線圈中自感電動勢的方向與線圈當(dāng)線圈中電流反向時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反中原電流的方向相反C當(dāng)線圈中電流增大

15、時，線圈中自感電動勢的方向與線圈當(dāng)線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反中電流的方向相反D當(dāng)線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈當(dāng)線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反中電流的方向相反欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)解析：選解析：選AC.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)線圈中的電流由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)線圈中的電流不變時，不產(chǎn)生自感電動勢，不變時，不產(chǎn)生自感電動勢，A正確；當(dāng)線圈中的電流反向正確；當(dāng)線圈中的電流反向時，相當(dāng)于電流減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原時，相當(dāng)于電流減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的

16、方向相同，電流的方向相同，B錯誤；當(dāng)線圈中的電流增大時，自感電錯誤；當(dāng)線圈中的電流增大時，自感電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，所以選項流的方向相反，所以選項C正確，同理可知選項正確，同理可知選項D錯誤故錯誤故選選AC.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)要點二通電、斷電自感中，燈泡亮度變化的分析要點二通電、斷電自感中，燈泡亮度變化的分析1在通電自感中，并聯(lián)的兩個燈泡不同時亮起在通電自感中，并聯(lián)的兩個燈泡不同時亮起如圖所示的電路，兩燈泡規(guī)格相同，接通開關(guān)后調(diào)節(jié)電如圖所示的電路，兩燈泡規(guī)格相同，接通開關(guān)

17、后調(diào)節(jié)電阻阻R，使兩個燈泡亮度相同，然后斷開電路，再次接通的，使兩個燈泡亮度相同，然后斷開電路，再次接通的瞬間瞬間欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)條件條件現(xiàn)象現(xiàn)象原因原因S閉合閉合的瞬間的瞬間A2先亮先亮由于由于A2支路為純電阻不支路為純電阻不產(chǎn)生自感現(xiàn)象產(chǎn)生自感現(xiàn)象A1逐漸亮起逐漸亮起由于由于L的自感作用阻礙的自感作用阻礙A1支路電流增大支路電流增大欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)2.在斷電自感中，燈泡的亮度變化在斷電自感中，燈泡的亮度變化自感電動勢自感電動勢(的方向的方向)總是要阻礙引起自感的電流的變化，就總是要阻礙引起自感的電流的變化，就好像感應(yīng)電流的磁場總是要阻

18、礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變好像感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化一樣自感電動勢阻礙的對象是化一樣自感電動勢阻礙的對象是“電流的變化電流的變化”，而不是，而不是電流本身電流本身欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng) 如圖甲、乙電路中，電阻如圖甲、乙電路中，電阻R和自感線圈和自感線圈L的電阻值都的電阻值都很小，接通很小，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡發(fā)光下列判斷正確，使電路達到穩(wěn)定，燈泡發(fā)光下列判斷正確的是的是()欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)A在電路甲中斷開在電路甲中斷開S，

19、燈泡將漸漸變暗，燈泡將漸漸變暗B在電路甲中斷開在電路甲中斷開S，燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗，燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路乙中斷開在電路乙中斷開S，燈泡將漸漸變暗，燈泡將漸漸變暗D在電路乙中斷開在電路乙中斷開S，燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗，燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)【解析解析】電路甲穩(wěn)定時，電路甲穩(wěn)定時，ILI燈燈，斷開，斷開S時，線圈時，線圈L與燈與燈泡、電阻泡、電阻R組成臨時回路，自感電動勢阻礙電流減小，線圈組成臨時回路，自感電動勢阻礙電流減小，線圈及燈泡中電流逐漸減小，燈泡漸漸變暗，及燈泡中電流逐漸減小，燈泡漸漸變暗，A正確

20、，正確，B錯錯誤電路乙穩(wěn)定時，誤電路乙穩(wěn)定時，ILI燈燈，斷開，斷開S時，線圈時，線圈L與燈泡、電阻與燈泡、電阻R組成臨時回路，由于自感作用，線圈中電流逐漸減小，燈組成臨時回路，由于自感作用，線圈中電流逐漸減小，燈泡中電流與線圈中電流大小相等，先變?yōu)榕葜须娏髋c線圈中電流大小相等，先變?yōu)镮L，后逐漸減小，后逐漸減小，所以燈泡先變得更亮，然后漸漸變暗，所以燈泡先變得更亮，然后漸漸變暗，C錯誤，錯誤，D正確故正確故選選AD.【答案答案】AD欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】(1)“阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”“阻礙阻礙”電電流變化的實質(zhì)是使電流不發(fā)生流變化的實質(zhì)是使電

21、流不發(fā)生“突變突變”，使其變化過程有，使其變化過程有所延緩所延緩(2)當(dāng)電路接通瞬間，自感線圈相當(dāng)于斷路；當(dāng)電路穩(wěn)定當(dāng)電路接通瞬間，自感線圈相當(dāng)于斷路；當(dāng)電路穩(wěn)定時，相當(dāng)于電阻，如果線圈沒有電阻，相當(dāng)于導(dǎo)線時，相當(dāng)于電阻，如果線圈沒有電阻，相當(dāng)于導(dǎo)線(短路短路)；當(dāng)電路斷開瞬間，自感線圈相當(dāng)于電源當(dāng)電路斷開瞬間，自感線圈相當(dāng)于電源(3)斷電自感現(xiàn)象中，燈泡閃亮與否，要看斷前斷電自感現(xiàn)象中，燈泡閃亮與否，要看斷前L中的電流與中的電流與燈泡中電流的關(guān)系燈泡中電流的關(guān)系欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2如圖所示，如圖所示，A和和B是電阻均為是電阻均為R的電燈，的電燈，L是

22、自感系是自感系數(shù)較大的線圈當(dāng)數(shù)較大的線圈當(dāng)S1閉合、閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時，斷開且電路穩(wěn)定時，A、B亮度亮度相同閉合相同閉合S2，待電路穩(wěn)定后將，待電路穩(wěn)定后將S1斷開，下列說法中正確的斷開，下列說法中正確的是是()AB燈立即熄滅燈立即熄滅BA燈將比原來更亮一些后再熄滅燈將比原來更亮一些后再熄滅C有電流通過有電流通過B燈，方向為燈，方向為cdD有電流通過有電流通過A燈，方向為燈，方向為ba欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)解析：選解析：選AD.S1斷開，燈斷開，燈A與線圈構(gòu)成閉合回路，燈與線圈構(gòu)成閉合回路，燈B中無電中無電流，故流，故A正確，正確，C錯誤；錯誤；S1斷開前，燈斷開前，燈A與線圈中的電流相與線圈中的電流相同，所以同，所以A燈不會閃亮，燈不會閃亮，B錯誤；錯誤；S1斷開后，線圈中的電流斷開后，線圈中的電流方向不變，自感電動勢方向向右，燈方向不變，自感電動勢方向向右，燈A中電流方向為中電流方向為 ba，D正確故選正確故選AD.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪自感現(xiàn)象中的圖象自感現(xiàn)象