自感和互感【知識精講+拓展提升+遷移訓練】高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

第二章

電磁感應2.4自感和互感人教版（2019）普通高中物理選擇性必修第二冊同步教學課件學習目標1.知道什么是互感現(xiàn)象，理解其中的原理，知道如何利用和防止，會解釋互感現(xiàn)象。2.知道什么是自感現(xiàn)象，會分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象。知道其中的能量轉化與守恒原理。3.知道自感電動勢和自感系數(shù)的物理意義，會進行計算和判斷。問題情景展示

兩個線圈A、B之間并沒有導線相連，線圈A與手機（或MP3等）的音頻輸出端連接，線圈B與擴音器的輸入端連接。把線圈A插入線圈B時就能在擴音器上聽見由手機輸出的聲音。你能用所學知識解釋這一現(xiàn)象？知識點一：互感現(xiàn)象問題你能用所學知識解釋這一現(xiàn)象？知識點一：互感現(xiàn)象1、互感在法拉第的實驗中，兩個線圈之間并沒有導線相連，但當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢。2、互感的應用變壓器：傳遞能量收音機里的“磁性天線”：傳遞信息知識點一：互感現(xiàn)象3、互感的危害與防止影響因素：形狀、大小、匝數(shù)、有無鐵芯、相對位置等。互感現(xiàn)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。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)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。3、互感的危害與防止影響因素：形狀、大小、匝數(shù)、有無鐵芯、相對位置等。屏蔽電纜屏蔽網(wǎng)線屏蔽罩考點一：互感現(xiàn)象【例題1】如圖甲所示，A、B兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上，A環(huán)中電流iA隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法中正確的是()A．t1時刻，兩環(huán)作用力最大B．t2和t3時刻，兩環(huán)相互吸引C．t2時刻兩環(huán)相互吸引，t3時刻兩環(huán)相互排斥D．t3和t4時刻，兩環(huán)相互吸引【解析】

t1時刻A中電流變化率為零，其產(chǎn)生的磁場的磁通量的變化率為零，所以B中感應電流為零，故兩環(huán)作用力為零，A錯誤；t2和t3時刻A環(huán)中電流在減小，則B環(huán)中產(chǎn)生與A環(huán)中同向的電流，故相互吸引，B正確，C錯誤，t4時刻A中電流為零，兩環(huán)無相互作用，D錯誤。B知識點二：自感現(xiàn)象演示實驗觀察兩個燈泡的發(fā)光情況A1、A2使用規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R

和R1

，使A1、A2亮度相同且正常發(fā)光.

然后斷開開關S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？知識點二：自感現(xiàn)象觀察視頻觀看視頻，記錄實驗現(xiàn)象知識點二：自感現(xiàn)象現(xiàn)象：在閉合開關Ｓ瞬間，燈A2立刻正常發(fā)光，A1卻緩慢發(fā)光，比A2遲一會兒才正常發(fā)光。分析：通過電感線圈I↑?Φ↑?電動勢，阻礙Φ增加?阻礙線圈中的電流達到正常值。所以與電感串聯(lián)的A1不會立刻亮起來，而是隨著電流的增大逐漸亮起來。電感B原B感E感分析知識點二：自感現(xiàn)象演示實驗觀察開關斷開時燈泡的亮度按圖連接電路。先閉合開關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關。注意觀察開關斷開時燈泡的亮度。演示前思考下列問題：1.電源斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應電動勢。感應電動勢的作用是使線圈L中的電流減小得更快些還是更慢些？2.產(chǎn)生感應電動勢的線圈可以看作一個電源，它能向外供電。由于開關已經(jīng)斷開，線圈提供的感應電流將沿什么路徑流動？知識點二：自感現(xiàn)象演示實驗觀察開關斷開時燈泡的亮度按圖連接電路。先閉合開關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關。注意觀察開關斷開時燈泡的亮度。演示前思考下列問題：3.開關斷開后，通過燈泡的感應電流與原來通過它的電流方向是否一致？4.開關斷開后，通過燈泡的感應電流是否有可能比原來的電流更大？為了使實驗的效果更明顯，對線圈L應該有什么要求？知識點二：自感現(xiàn)象觀察視頻觀看視頻，記錄實驗現(xiàn)象知識點二：自感現(xiàn)象分析1.分析：通過電感線圈I↓?自感電動勢，阻礙Φ減少?阻礙線圈中的電流減少。2.這個電流只能通過A燈形成回路，所以A燈上的電流不是立刻變?yōu)榱恪?.通過燈泡的感應電流與原來電流方向相反。4.線圈L中的感應電流要從穩(wěn)定時的值開始逐漸減小，所以線圈的直流電阻要小于燈泡的電阻。知識點二：自感現(xiàn)象電感B原B感E感

1、自感自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢。當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應電動勢的現(xiàn)象。2、自感電動勢：知識點三：自感系數(shù)觀察視頻觀看視頻，嘗試總結規(guī)律去掉電感線圈知識點三：自感系數(shù)1.自感電動勢的大小自感系數(shù)L

越大，E

越大，對電流阻礙越大考點二：自感現(xiàn)象【例題2】L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個相同的小燈泡。(1)當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B兩個燈泡的亮度將如何變化?2)當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B兩個燈泡的亮度又將如何變化?（1）當開關由斷開變?yōu)殚]合時，兩燈立即有電壓，同時發(fā)光，由于線圈的電阻很小，B燈被線圈短路，由亮變暗直到不亮；A燈由亮變?yōu)楦?。?）當開關斷開時，A燈沒有了電壓立即熄滅；線圈中電流減少時，線圈產(chǎn)生自感電動勢，相當于電源，給B燈提供短暫的電流使B燈緩慢熄滅。（1）當開關由斷開變?yōu)殚]合時，兩燈立即有電壓，同時發(fā)光，由于線圈的電阻很小，B燈被線圈短路，由亮變暗直到不亮；A燈由亮變?yōu)楦痢？键c二：自感現(xiàn)象【變式訓練2】(多選)如圖所示，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻可忽略不計，a、b、c是三個相同的小燈泡，下列說法正確的是(

)A．開關S閉合時，b、c燈立即變亮，a燈逐漸變亮B．開關S閉合，電路穩(wěn)定后，b、c燈亮，a燈不亮C．開關S斷開時，b、c燈立即熄滅，a燈逐漸熄滅D．開關S斷開時，c燈立即熄滅，a、b燈逐漸熄滅知識點三：自感系數(shù)（2）決定因素線圈的圈數(shù)是否有鐵芯線圈的大小線圈的形狀亨利（H）（1）物理意義:（3）單位：甲一條導線彎了幾匝的線圈乙空芯線圈，丙在鐵芯上繞了幾千匝的線圈，甲乙丙2.自感系數(shù)描述線圈產(chǎn)生自感電動勢本領大小的物理量考點三：自感系數(shù)【變式訓練3】如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電感線圈L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t＝0時刻閉合開關S，經(jīng)過一段時間后，在t＝t1時刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖象中，正確的是（）B考點三：自感系數(shù)【例4】關于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是(

)A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢就一定越大B．線圈中電流等于零