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(共34张PPT)
自感与互感和涡流
学习目标
[物理观念]
了解自感现象及自感现象的应用
了解自感系数的意义和决定因素
[科学思维]
认识自感电动势对电路中电流的影响
知道磁场具有能量
了解互感现象及互感现象的应用
实验探究
通电与断电自感
开关S闭合瞬间
开关S闭合稳定
开关S断开瞬间
变亮，变亮后变暗。
亮。
熄灭。
探究一
是什么引起了电流的逐渐变化？
楞次定律
增反减同
开关S闭合瞬间，流过线圈的电流增大，感应电动势与原电流反向，阻碍其增大；
开关S断开瞬间，流过线圈的电流减小，感应电动势与原电流同向，阻碍其减小。
探究二
开关S断开后与原来的电源断开，是谁推动电流继续流动？
开关S断开瞬间，流过线圈的电流要减小，感应电动势与原电流同向，保持原电流那一瞬间不变，之后逐渐减小。
探究三
开关S闭合稳定，两灯一样亮，说明了什么？
开关S闭合稳定，电流不变，线圈无感应电动势，此时线圈就是一个纯电阻，其阻值与。
增反
减同
相同
探究四
增大或，待电路稳定后，再断开开关，灯泡闪亮？
增大稳定时电流灯泡大于灯泡断开瞬间，灯泡的电流等于灯泡中稳定时的电流，闪亮一下再熄灭。
减小稳定时电流灯泡于灯泡断开瞬间，灯泡的电流等于灯泡中稳定时的电流，不闪亮但逐渐熄灭。
探究五
断开开关，灯泡逐渐熄灭，他的能量来自何方？
线圈中储存的磁场能转化为电能，电能转化为内能（光能）。
探究六
感应电动势的作用？
感应电动势阻碍线圈中电流的变化。线圈电流只能发生逐渐的变化!
闪亮看稳定
稳定比大小
大闪小不闪
实验探究
通电与断电自感
开关S闭合瞬间
开关S闭合稳定
开关S断开瞬间
探究一
是什么引起了电流的逐渐变化？
楞次定律
增反减同
开关S闭合瞬间，流过线圈的电流增大，感应电动势与原电流反向，阻碍其增大；
开关S断开瞬间，流过线圈的电流减小，感应电动势与原电流同向，阻碍其减小。
探究二
开关S断开后与原来的电源断开，是谁推动电流继续流动？
开关S断开瞬间，流过线圈的电流要减小，感应电动势与原电流同向，保持原电流那一瞬间不变，之后逐渐减小。
探究三
开关S闭合稳定，熄灭的原因？
开关S闭合稳定，电流不变，线圈无感应电动势，此时线圈就是一个纯电阻（阻值很小），为短路。
变亮，后变暗至熄灭
熄灭
熄灭
增反
减同
探究四
断开开关，灯泡为什么会闪亮一下再熄灭？
断开瞬间，灯泡的电流等于线圈中稳定时的电流，线圈的电流，闪亮一下再熄灭。
探究五
断开开关，灯泡逐渐熄灭，他的能量来自何方？
线圈中储存的磁场能转化为电能，电能转化为内能（光能）。
探究六
感应电动势的作用？
感应电动势阻碍线圈中电流的变化。线圈电流只能发生逐渐的变化!
闪亮看稳定
稳定比大小
大闪小不闪
实验探究
自感现象
由于导体线圈本身的 发生变化而引起的电磁感应现象，叫做自感。
自感电动势
由于 而产生的感应电动势．
自感
电流
自感电动势的大小与哪些因素有关？
E＝
线圈匝数
线圈横截面积
电流变化快慢
线圈长度
是否有铁芯
=
自感系数L与哪些因素有关？
线圈匝数
线圈横截面积
线圈长度
是否有铁芯
线圈的长度越长，匝数越多，横截面积越大，自感系数越大。
线圈有铁芯比没有铁芯大得多
自感系数L的单位
1H=mH=
电阻为零的自感线圈叫做纯电感线圈。
自感的应用
1
2
将很长的电阻丝绕在一个圆筒上，这两种绕法哪种更好？
电阻很大的自感线圈
这个线圈会产生自感电动势吗？
大电阻
汞蒸气
和内部结构
自感的应用
日光灯
自感的应用
日光灯
灯管
日光灯内部电路图
闭合开关
启动器发光
灯管两端先亮，之后被点亮
请思考和分析日光灯被点亮的过程
日光灯启动过程
闭合开关
电源电压全部加在两触片间
玻璃泡中的氖气被电离而放电产生橙红色辉光，辉光使动触片膨胀与动触片接触，接通电路
灯管两端的灯丝发热发光，对灯管内气体短暂加热
灯丝
灯丝
启动器由于接通后两触片间电压很小，辉光放电停止，两触片间产生的热量很少，动触片冷却收缩，触片分离，电路自动断开。
自动开关
启动器作用
日光灯启动过程
启动器断开
镇流器的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势与电源电压一起形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管内的气体电离放电，日光灯被点亮。
灯丝
灯丝
当交流电的电压降低，电流减小时，镇流器产生的自感电动势与电源电动势同向，使电压不会太低，电流不会太小
降压限流
镇流器作用
交流电
当交流电的电压升高，电流增大时，镇流器产生的自感电动势与电源电动势反向，使电压不会太高，电流不会太大
高频感应炉
冶炼金属
涡流的利用
高频焊接
焊缝处的电阻大，产生的热量多，使金属熔化，完成焊接。
高频交流电的快速变化，引起内部金属形成强大的环形电流（涡流），达到冶炼金属和焊接的作用。
电磁灶
涡流的利用
扬声器（喇叭）
输入与声音频率相同的电压信号
请简述它们的工作原理
互 感
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生 的现象．产生的电动势叫作互感电动势．
感应电动势
互感可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用 制成
互感
涡流的防止
铁芯
为什么用彼此绝缘的片状硅钢片？
变 压 器
延时开关
工作原理
断开B线圈的开关闭合A线圈的开关,电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；
闭合B线圈的开关断开A线圈的开关,由于B线圈的电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．
跟我走
大显身手
例1
A.两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．
B.自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．
C.线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．
D.线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．
×
×
×
√
下列说法中正确的是：（ ）
跟我走
大显身手
例2
科学探索的道路总是艰难曲折的。电磁感应及其规律的发现同样经历太多的坎坷。法拉第用十年的坚持和不断的思考和不断的改进实验，终于发现并总结出电磁感应定律，使我们人类从此进入了电气时代。让我们一起重温著名的法拉第实验。两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中也会产生感应电流。下列说法中正确的是：（ ）
A.开关S闭合，电流表中的电流a到b
B.开关S闭合，电流表中的电流b到a
C.开关S闭合稳定后再断开，电流表
中的电流a到b
D.开关S闭合稳定后再断开，电流表
中的电流b到a
√
√
如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻很小，可以忽略)(　　)
A．当S闭合时， A比B先亮，然后A灭
B．当S闭合时， B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．当S断开， 流过B灯的电流方向为从右向左
D．当S断开，B灯闪亮一下后与A灯一起逐渐熄灭
√
√
√
跟我走
大显身手
例3
如图所示，开关S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A的电阻大于线圈L的电阻，现断开开关S，以下说法正确的是(　　)
A．小灯泡A越来越暗，直到熄灭
B．小灯泡B立即熄灭
C．小灯泡A闪亮一下再逐渐熄灭
D．线圈L中的电流过一会儿再消失，且方向向右
√
√
√
跟我走
大显身手
例4
味道江湖
1
(对自感系数的理解)关于线圈的自感系数，下列说法正确的是(　　)
A．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
√
图甲和乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C．图乙中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等
√
味道江湖
2
1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图所示．通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件．关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有a→b的感应电流
B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
C．闭合开关S后，在增大滑动变阻器R的阻值的过程
中，电流表G中有a→b的感应电流
D．闭合开关S后，在增大滑动变阻器R的阻值的过程
中，电流表G中有b→a的感应电流
√
味道江湖
3
如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手持导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花．则下列说法中正确的是(　　)
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．若导线端向两个方向划动都能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．自感电动势的方向与导线端划动的方向无关
√
√
味道江湖
4
如图所示的电路可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应(　　)
A．先断开开关S1
B．先断开开关S2
C．先拆去电流表A
D．先拆去电阻R
√
味道江湖
5
如图所示，电阻R的阻值和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的直流电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是(　　)
A．当开关S闭合时，B比A先亮，然后A熄灭
B．当开关S闭合时，B比A先亮，然后B熄灭
C．当电路稳定后开关S断开时，A立刻熄灭，
B逐渐熄灭
D．当电路稳定后开关S断开时，B立刻熄灭，
A闪一下后再逐渐熄灭
√
味道江湖
6
如图所示，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是直流电阻不计、自感系数很大的线圈．下列说法正确的有(　　)
A．闭合S1，再闭合S2，A灯将变暗
B．闭合S1，再闭合S2，B灯将变暗直至熄灭
C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭
D．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，B灯先亮一下然后
变暗直至熄灭
√
√
√
味道江湖
7
如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计．下列说法正确的是(　　)
A．S闭合瞬间，B先亮A后亮
B．S闭合瞬间，A先亮B后亮
C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，
然后逐渐熄灭
D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭
√
味道江湖
8
(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是(　　)
√
√
味道江湖
9
如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL√
味道江湖
10
(多选)在如图9所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1、D2的电流，则下列图象中能定性描述电流随时间变化关系的是(　　)
味道江湖
11
√
√

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