高二物理選修3-2第四章4.6互感和自感課件

1、復習：復習： 反電動勢反電動勢當當A線圈中開關斷開時線圈中開關斷開時,B線圈中感應電流方向線圈中感應電流方向?感感I感感 “增反減同增反減同”第四章第四章電磁感應電磁感應第六節(jié)互感和自感教教 學學 目目 標標 （一）知識與技能（一）知識與技能 1知道什么是互感現象和自感現象。 2知道自感系數是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。 3知道自感現象的利與弊及對它們的利用和防止。 4能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現象的原因及磁場的能量轉化問題。 （二）過程與方法（二）過程與方法 1通過對兩個自感實驗的觀察和討論，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析推理能力。 2通過自感現象的利

2、弊學習，培養(yǎng)學生客觀全面認識問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 自感是電磁感應現象的特例，使學生初步形成特殊現象中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現象的辯證唯物主義觀點 教學重點教學重點 1自感現象。 2自感系數。 教學難點教學難點 分析自感現象。 教學方法教學方法 通過演示實驗，引導學生觀察現象、分析實驗 教學用具教學用具 自感現象示教板，多媒體課件 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？中為什么會產生感應電動

3、勢呢？收音機的接收信號：收音機的接收信號：一、互感現象一、互感現象1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為動勢的現象，稱為互感互感?；ジ鞋F象中產生的感應電動勢，?；ジ鞋F象中產生的感應電動勢，稱為稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。2 2、利用互感現象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線、利用互感現象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器就是利用互感現象制成的。就是利用互感現象制成的。3 3、互感現象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間

4、、互感現象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間, ,且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作，這時電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作，這時要設法減小電路間的互感。要設法減小電路間的互感。實驗一實驗一：2、再調節(jié)變阻器再調節(jié)變阻器R1使兩使兩個燈泡都正常發(fā)光。個燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關然后斷開開關S。1、先合上開關先合上開關S，調節(jié)變阻器，調節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的的電阻，使同樣規(guī)格的兩個燈泡兩個燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S

5、R1 觀察：重新接通電路時，觀察：重新接通電路時， 兩個燈泡亮度變化情況。兩個燈泡亮度變化情況。 現象：現象：重新接通電路重新接通電路 時，時，燈泡燈泡A A2 2立刻正常發(fā)立刻正常發(fā) 光光，跟線圈跟線圈L L串聯的燈泡串聯的燈泡A A1 1逐逐漸亮起來漸亮起來。 為什么燈為什么燈 立即亮立即亮 燈燈 要要過會兒亮呢過會兒亮呢 A AB B, ,? ?通電自感通電自感再看一遍再看一遍現象分析現象分析解釋：在接通電路的瞬間，電路中的解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈電流增大，穿過線圈L的磁通量也隨的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會產生感應著增大，因而線圈中必然會產生感應電動勢，

6、這個感應電動勢阻礙線圈中電動勢，這個感應電動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過電流的增大，所以通過A1的電流只能的電流只能逐漸增大，燈泡逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來。只能逐漸亮起來。問題：與線圈串聯的燈泡為什么要過一會才亮？問題：與線圈串聯的燈泡為什么要過一會才亮？反饋訓練1、實驗一中，當電鍵閉合后，實驗一中，當電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A1的電流隨時間變化的電流隨時間變化的圖像為的圖像為 圖；通過燈泡圖；通過燈泡A2的的電流隨時間變化的圖像為電流隨時間變化的圖像為 圖。圖。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1實驗二：實驗二：1、把燈泡、把燈泡A和線圈和線圈L并

7、聯并聯在直流電路中。在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。發(fā)光，斷開電路。ALS 觀察：當電路斷開時，燈觀察：當電路斷開時，燈 泡泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況。現象：現象：S斷開時，斷開時，跟線圈跟線圈L并聯的并聯的A 燈慢慢熄滅。燈慢慢熄滅。解釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電解釋：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流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產生感應電動勢。雖減少，因而在線圈中產生感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈然這時電源已經斷開，但線圈L和燈泡和燈泡A組組成了閉合電路，在這個電路

8、中有感應電流成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。通過，所以燈泡不會立即熄滅。問題：與線圈并聯的燈泡為什么問題：與線圈并聯的燈泡為什么不會立即熄滅？不會立即熄滅？ALS實驗二：實驗二：1、把燈泡、把燈泡A和和帶帶鐵芯鐵芯 的線的線圈圈L并聯在直流電路中。并聯在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。發(fā)光，斷開電路。ALS 觀察：當電路斷開時，燈觀察：當電路斷開時，燈 泡泡A的亮度變化情況。的亮度變化情況?，F象：現象：S斷開時，斷開時，跟線圈跟線圈L并聯的并聯的A 燈燈突然閃亮一下才熄滅。突然閃亮一下才熄滅。 為什么燈不是立即熄滅，而為

9、什么燈不是立即熄滅，而要閃亮一下才熄滅要閃亮一下才熄滅. .斷電自感斷電自感再看一遍再看一遍現象分析現象分析現象現象:S斷開時，斷開時，A 燈突然燈突然閃亮閃亮一下一下才熄滅。才熄滅?，F象分析現象分析: :解釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電解釋：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流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在減少，因而在帶帶鐵芯鐵芯的的線圈中產生線圈中產生較大較大感感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈圈L和燈泡和燈泡A組成了閉合電路，在這個電路組成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，所以燈泡不會立即

10、熄中有感應電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。滅。問題：與線圈并聯的燈泡為什么問題：與線圈并聯的燈泡為什么突然閃亮一下才突然閃亮一下才熄滅？熄滅？二、自感現象二、自感現象1、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁發(fā)生變化而產生的電磁感應現象，叫感應現象，叫自感現象自感現象。2 2、自感現象中產生的電動勢叫、自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。 自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。變化。 注意：注意： “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來怎，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電么變化還是怎么變，只是變化

11、變慢了，即對電流的變化起延遲作用。流的變化起延遲作用。三、自感系數三、自感系數1 1、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比2 2、自感系數、自感系數 L L簡稱自感或電感簡稱自感或電感（1 1）決定線圈自感系數的因素：）決定線圈自感系數的因素： （2 2）自感系數的單位：）自感系數的單位：亨利亨利，簡稱亨，符號是，簡稱亨，符號是 H H。 常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） IELt 實驗表明，線圈越大，越粗，匝數越多，自感實驗表明，線圈越大，越粗，匝數越多，自感系數越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數比系數越大。另外

12、，帶有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。沒有鐵芯時大得多。3 3、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？原因：原因：在自感系數很大的情況下，燈泡會會閃亮在自感系數很大的情況下，燈泡會會閃亮一下，然后熄滅。一下，然后熄滅。當當自感系數很大自感系數很大時，在開關斷開的瞬間，自時，在開關斷開的瞬間，自感線圈會產生瞬時的感線圈會產生瞬時的很高的自感電動勢很高的自感電動勢，該電動勢，該電動勢會補充會補充A燈或燈或A2燈中的電流，從而使燈中的電流，從而使A燈或燈或A2燈中燈中電流突然變大，

13、所以要閃亮一下。電流突然變大，所以要閃亮一下。自感系數很大有時會產生危害：四、磁場的能量四、磁場的能量 問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至會開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。比原來更亮？試從能量的角度加以討論。 開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。成電能。五、自感現象應用五、自感現象應用 日光燈原

14、理日光燈原理日光燈結構：日光燈結構：1、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需要一個低于要一個低于220V的工作電壓。的工作電壓。2、自感系數較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時能產生瞬、自感系數較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時能產生瞬時高壓，可誰來充當自動開關？時高壓，可誰來充當自動開關？啟動器啟動器 E自自 EE自自+EL A鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用1、點燃時產生瞬時高壓點燃時產生瞬時高壓2、工作時降壓限流、工作時降壓限流 閱讀教材最后一段閱讀教材最后一段P P2424，回答問題：，回答問題：1 1、線圈能夠體現電的、線圈能夠體現電的“慣性慣性”，應

15、該怎樣理解？，應該怎樣理解？2 2、電的、電的“慣性慣性”大小與什么有關？大小與什么有關？ 當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零立即增大到最大值或不能立即減小為零 電的電的“慣性慣性”大小決定于線圈的自感系數大小決定于線圈的自感系數 小結小結1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為感應電動勢的現象，稱為互感互感。互感現象產生的?；ジ鞋F象產生的感應電動勢，稱為感應電動勢

16、，稱為互感電動勢?；ジ须妱觿?。2、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應發(fā)生變化而產生的電磁感應現象，叫現象，叫自感現象自感現象。3 3、自感現象中產生的電動勢叫、自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。（1 1）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化?；?。（2 2）自感電動勢大?。海┳愿须妱觿荽笮。? 4、自感系數、自感系數L L：與線圈的大小、形狀、圈數及有無：與線圈的大小、形狀、圈數及有無鐵心有關鐵心有關5 5、磁場具有能量、磁場具有能量IELt 課堂訓練課堂訓練 1、如圖所示，、如圖所示，L為自感系數較大的線為自

17、感系數較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當斷開電鍵的瞬間會有斷開電鍵的瞬間會有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 AA3、上圖中，電阻、上圖中，電阻R的電阻值和電感的電阻值和電感L的自感系數都很的自感系數都很大，但大，但L的直流電阻值很小，的直流電阻值很小，A1、A2是兩個規(guī)格相同是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當電鍵的燈泡。則當電鍵S閉合瞬間，閉合瞬間， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 課堂訓練課堂訓練2、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，L是電感線圈，是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，是規(guī)格相同的燈泡，R的阻值與的阻值與L的直流電阻值相同。當開關的直流電阻值相同。當開關由斷開到合上時，觀察到的自感現象是由斷開到合上時，觀察到的自感現象是 比比 先亮，最后達到同樣亮。先亮，最后達到同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R1A1A2A2A1 課堂訓練課