六、自感現(xiàn)象渦流 (3)

1、法拉第和他的實(shí)驗(yàn)線圈 互感和自感湖南省衡陽(yáng)縣一中 在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？湖南省衡陽(yáng)縣一中一、互感現(xiàn)象1、互感：當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 互感電動(dòng)勢(shì)：互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。湖南省衡陽(yáng)縣一中收音機(jī)的信號(hào)接收：3、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，

2、這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感。湖南省衡陽(yáng)縣一中實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、合上開關(guān)，沒有感覺。2、斷開開關(guān)，有觸電的感覺。湖南省衡陽(yáng)縣一中二、自感現(xiàn)象1、自感現(xiàn)象：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。2、自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 自感電動(dòng)勢(shì)的作用：注意： “阻礙”不是“阻止”，電流原來(lái)怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)電流的變化起延遲作用。湖南省衡陽(yáng)縣一中阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。實(shí)驗(yàn)二：2、再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關(guān)S。1、先合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)燈泡A1和A2的明亮程度相同。 L A2R A1 S 觀察：重新接通電

3、路時(shí)，兩個(gè)燈泡亮度變化情況。燈泡A1立刻正常發(fā)光燈泡A2逐漸亮起來(lái)?，F(xiàn)象：湖南省衡陽(yáng)縣一中解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過(guò)線圈L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，所以通過(guò)A2的電流只能逐漸增大，燈泡A2只能逐漸亮起來(lái)。問(wèn)題：燈泡A2為什么要過(guò)一會(huì)才亮？ L A2R A1 S 實(shí)驗(yàn)二：湖南省衡陽(yáng)縣一中反饋訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)二中，電源內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖；通過(guò)燈泡A2的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖。ItItIt A B C CA L A2R A1S 湖南省衡陽(yáng)縣一中1.把燈泡A和帶鐵芯 的線圈L并聯(lián)

4、在直流電路中。2.接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。ALS觀察：當(dāng)電路斷開時(shí)，燈泡A的亮度變化情況?，F(xiàn)象：S斷開時(shí)，A 燈突然閃亮一下才熄滅。實(shí)驗(yàn)三：湖南省衡陽(yáng)縣一中慢一些A與L構(gòu)成的閉合回路不一致湖南省衡陽(yáng)縣一中教材P23解釋：在電路斷開的瞬間，通過(guò)線圈的電流突然減弱，穿過(guò)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，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。1、自感電動(dòng)勢(shì)的大?。?、自感系數(shù) L(簡(jiǎn)稱自感或電感)（1）決定線圈自感系數(shù)的因素： 實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈比沒有

5、鐵芯時(shí)的自感系數(shù)大得多。3、自感物理意義：湖南省衡陽(yáng)縣一中與電流的變化率成正比自感系數(shù)大，電阻小三、自感系數(shù)（2）自感系數(shù)的單位：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力亨利，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)是 H 常用單位：毫亨（m H） 微亨（H）插入鐵芯線圈的自感系數(shù)變大湖南省衡陽(yáng)縣一中教材P 24思考：什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅？RLIAS斷開后：A與L構(gòu)成回路，IA=IL （從IL原來(lái)的值逐漸減?。┤鬖越大，則持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。IAILItIARLIAIAILItIARL=RA斷開前 IL=IAIAILItIARLRA斷開前 ILIA閃亮一下再逐漸熄滅逐漸熄滅先變暗再逐漸熄滅湖南省衡陽(yáng)縣一中自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危

6、害：湖南省衡陽(yáng)縣一中SLESM電火花教材P24教材P25 2四、磁場(chǎng)的能量 問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。 開關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開關(guān)斷開時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能。湖南省衡陽(yáng)縣一中ALS閱讀教材P24最后一段，回答問(wèn)題： 當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)都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 電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù) 2、電的“慣性”大小與什么有關(guān)？1、線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”，應(yīng)該怎樣理解？湖南省衡

7、陽(yáng)縣一中小結(jié)1、互感：當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 互感電動(dòng)勢(shì)：互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、自感現(xiàn)象：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。3、自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。（1）自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。（2）自感電動(dòng)勢(shì)大小：4、自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)5、磁場(chǎng)具有能量湖南省衡陽(yáng)縣一中 課堂訓(xùn)練1、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，L是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，R的阻值與L的直流電阻值相同。當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是 比 先亮，最后達(dá)到同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上圖中，電阻R的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很大，但L的直流電阻值很小，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵S閉合瞬間， 比 先亮，最后 比 亮 。 A1A2A2A1湖南省衡陽(yáng)縣一中 3、如圖所示的電路中，D1和D2是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同。在電鍵接通和斷開時(shí)，燈泡D1和D2亮暗的順序是 ( )A. 接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)D1后滅B. 接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅C. 接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開時(shí)D2后滅D. 接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開時(shí)D1后滅D1 D2L R