(人教版)高中物理選修3-2課件：第4章-電磁感應(yīng)6-

6.互感和自感第一頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。自學(xué)線索第二頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)第三頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。1．互感：兩個(gè)相互靠近的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生___________，這種現(xiàn)象叫互感．2．實(shí)質(zhì)：互感現(xiàn)象是一種常見(jiàn)的__________現(xiàn)象．3．互感的應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，如變壓器、收音機(jī)的磁性天線．4．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)相互靠近的電路之間，電力工程和電子電路中，有時(shí)會(huì)影響電路正常工作．一、互感現(xiàn)象感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)第四頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。二、自感現(xiàn)象電流的增加阻礙電流的減小第五頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。三、自感系數(shù)亨利H大小形狀匝數(shù)鐵芯第六頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。1．磁場(chǎng)能量：自感現(xiàn)象中，線圈中電流從無(wú)到有，磁場(chǎng)從無(wú)到有，電源把能量輸送給線圈，儲(chǔ)存在線圈中，電流減小時(shí)，磁場(chǎng)中的能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換為電能．2．電的“慣性”：自感電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流變化的性質(zhì)．四、磁場(chǎng)的能量第七頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第八頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。講要點(diǎn)例析第九頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。1．產(chǎn)生原因：通過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過(guò)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(dòng)勢(shì)．2．自感電動(dòng)勢(shì)的方向：當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同．3．自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙原電流的變化，起到推遲電流變化的作用．自感電動(dòng)勢(shì)的理解第十頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第十一頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。

如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻r不能忽略．R1和R2是兩個(gè)定值電阻，L是一個(gè)自感系數(shù)較大，電阻可忽略的線圈．開(kāi)關(guān)S原來(lái)是斷開(kāi)的，從閉合開(kāi)關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)R1的電流I1和通過(guò)R2的電流I2的變化情況是(

)A．I1開(kāi)始較大而后逐漸變小B．I1開(kāi)始很小而后逐漸變大C．I2開(kāi)始很小而后逐漸變大D．I2開(kāi)始較大而后逐漸變小第十二頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，由于L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈，產(chǎn)生反向的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，所以開(kāi)始I2很小，隨著電流達(dá)到穩(wěn)定，自感作用減小，I2開(kāi)始逐漸變大．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，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R1上的電壓逐漸減小，電流逐漸減小，故A、C正確．故選A、C.答案：AC第十三頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第十四頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第十五頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。答案：D第十六頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。1．自感現(xiàn)象

通電自感和斷電自感第十七頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。2.燈泡亮度變化第十八頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。

圖中兩個(gè)電路是研究自感現(xiàn)象的電路，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述正確的是(

)①接通開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A2立即就亮，A1稍晚一會(huì)兒亮②接通開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A1立即就亮，A2稍晚一會(huì)兒亮③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A1立即熄滅，A2稍晚一會(huì)兒熄滅④斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，燈A2立即熄滅，A1稍晚一會(huì)兒熄滅A．①③

B．①④ C．②③

D．②④第十九頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：接通開(kāi)關(guān)時(shí)，A2立即就亮，A1與線圈串聯(lián)，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，電流逐漸變大，所以A1稍晚一會(huì)兒亮，①正確．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，A1立即熄滅，A2由于和線圈構(gòu)成回路，回路中電流逐漸減小，所以稍晚一會(huì)兒熄滅，③正確，故選A.答案：A第二十頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第二十一頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：(a)圖中，電燈A與電感線圈L在同一個(gè)支路中，流過(guò)的電流相同，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈L中的自感電動(dòng)勢(shì)的作用使得支路中的電流瞬間不變，以后漸漸變小，A正確，B錯(cuò)誤．(b)圖中，電燈A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，電感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流變小，此瞬間電感線圈中的電流不變，電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源給燈A供電．因此反向流過(guò)A的電流瞬間要變大，然后逐漸變小，所以燈泡要先更亮一下，然后漸漸變暗．答案：AD第二十二頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第二十三頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。4．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，通過(guò)燈泡的感應(yīng)電流是否有可能比原來(lái)的電流更大？為了使實(shí)驗(yàn)的效果更明顯．對(duì)線圈L應(yīng)該有什么要求？【點(diǎn)撥】

1.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使線圈L中電流I1減小得更慢些．2．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，感應(yīng)電流將沿線圈L向右流動(dòng)，經(jīng)燈泡A后流到線圈的左端，即線圈L和燈泡A構(gòu)成閉合電路，回路中電流沿逆時(shí)針?lè)较颍?．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，通過(guò)燈泡A的感應(yīng)電流與原電流方向相反．第二十四頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。4．有可能．原來(lái)電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)，L與A并聯(lián)．其電流分別為IL和IA，方向都是從左向右．在斷開(kāi)S的瞬間，燈A中原來(lái)的從左向右的電流，lA立即消失．但是燈A與線圈L組成一閉合電路，由于L的自感作用，其中的電流IL不會(huì)立即消失，而是在回路中逐漸減弱，這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過(guò)．這時(shí)通過(guò)A的電流從IL開(kāi)始減弱，如果RL(線圈L的直流電阻)＜R1，原來(lái)的電流IL＞IA，則在燈A熄滅之前要閃亮一下；如果RL≥RA，原來(lái)的電流IL≤IA，則燈A是逐漸熄滅不再閃亮一下．第二十五頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。3．互感現(xiàn)象及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用 如圖所示的是一種觸電保安器，變壓器A處用雙股相線(火線和零線)平行繞制成線圈，然后接到用電器上，B處有一個(gè)輸出線圈，一旦有電流，經(jīng)放大后便能立即推動(dòng)繼電器J切斷電源，下列各種情況能否切斷電源？說(shuō)明理由．第二十六頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。(1)增加開(kāi)燈的盞數(shù)，能否切斷電源？(2)雙手分別接觸相線和零線，能否切斷電源？(3)單手接觸相線，腳與地相接觸而觸電，能否切斷電源？第二十七頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第二十八頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：(1)不能．因A處線圈是采用的雙繞法，增加開(kāi)燈的盞數(shù)只會(huì)使電路中電流增大，但A中兩線中電流始終大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量始終為零不發(fā)生改變，B中沒(méi)有感應(yīng)電流，故不能推動(dòng)J切斷電源．(2)不能，理由同(1)．提示：雙手分別接觸火線和零線相當(dāng)于將一個(gè)電阻并聯(lián)接入電路．(3)能．因?yàn)橛须娏魍ㄟ^(guò)人體而流入地下，使A中火線與零線的電流不同從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，B中磁通量發(fā)生改變，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而推動(dòng)J切斷電源．答案：(1)不能(2)不能(2)能第二十九頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。練隨堂演練第三十頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。1．下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是(

)A．自感現(xiàn)象是由導(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B．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大第三十一頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：根據(jù)自感現(xiàn)象的概念判斷，選項(xiàng)A正確．由楞次定律知，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向阻礙原電流的變化，但不是總與原電流的方向相反．故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，選項(xiàng)C正確．自感系數(shù)大小是由線圈的自身因素和有無(wú)鐵芯決定，選項(xiàng)D正確．答案：ACD第三十二頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。2．關(guān)于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法中正確的是(

)A．電感一定時(shí)，電流變化越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大B．電感一定時(shí)，電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大C．通過(guò)線圈的電流為零的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)為零D．通過(guò)線圈的電流為最大值的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)最大第三十三頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：答案：B第三十四頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第三十五頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：根據(jù)自感特點(diǎn)可知，S接通瞬間．通過(guò)L的電流是從無(wú)到有迅速變化，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的增加，這時(shí)可把L看成大電阻，則電流主要是流過(guò)燈泡A的，故A錯(cuò)誤；S接通電路穩(wěn)定時(shí)，電路中電流保持不變，L相當(dāng)于導(dǎo)線，則A被局部短路，所以無(wú)電流通過(guò)A，故B正確，D錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，電感的電流是從有到無(wú)變化，又產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，L與燈泡A構(gòu)成閉合電路，則A中是有電流的，故C錯(cuò)誤．答案：B第三十六頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。4．用電流傳感器可以清楚地演示自感對(duì)電路中電流的影響，不一定要用兩個(gè)燈泡作對(duì)比．電流傳感器的作用相當(dāng)于一個(gè)電流表，實(shí)驗(yàn)就用電流表的符號(hào)表示．它與電流表的一個(gè)重要區(qū)別在于，傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合能夠即時(shí)反映電流的迅速變化，并能在屏幕上顯示電流隨時(shí)間變化的圖象．先按圖甲連接電路，測(cè)一次后，可以拆掉線圈，按圖乙再測(cè)一次，得到(a)、(b)圖象．則下列說(shuō)法正確的是(

)第三十七頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。第三十八頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。解析：電路甲中電流在開(kāi)關(guān)閉合后，由于自感電動(dòng)勢(shì)作用，逐漸增加至最大；電路乙中電流在開(kāi)關(guān)閉合后，立即增至最大．所以A、D項(xiàng)正確．答案：AD第三十九頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分。5．某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路．檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因．你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(

)A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大第四十頁(yè)，編輯于星期五：二十二點(diǎn)分