资源简介

(共30张PPT)
第二章 电磁感应
4. 互感和自感
两个线圈A、B之间并没有导线相连线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么
1.通过实验，了解自感现象现象。
2.能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
1.通过实验了解互感和自感现象，会用互感和自感解释简单的电磁现象，知道互感现象和自感现象是磁场能变化的一种体现。（物理观念）
2.会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。（科学思维）
3.知道互感现象和自感现象的防止与应用。（科学态度与责任）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
一、互感现象
在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但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感应电动势。
这种现象叫作互感，这种感应电动势作互感电动势。
互感现象实验
互感的应用
无线充电
变压器
能量转化
电能
磁场能
电能
内能
互感的防止
互感的防止电路板线圈的双线绕法
二、自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。
这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
【探究一:通电时的自感现象】
闭合电键，两灯泡
点亮顺序是怎样的？
通电自感现象及规律：
现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。
原因：由于线圈Ｌ自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
结论1:自感电动势的作用——“阻碍”原电流的增加，但最终没有“阻止”其增加。
【探究归纳】
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
【探究二:断电时的自感现象】
断开电键，两灯泡熄灭顺序是怎样的？
实验：断电自感。
1.把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。
2.接通电路，待灯泡正常发光，然后断开电路。
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
实验电路分析：
I1
I2
I2
断开前
断开后
解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。
结论2:自感电动势的作用——“阻碍”原电流的减少，但最终没有“阻止”其减少。
【例1】如图用电流传感器收集开关断开前后通过灯泡A、线圈L的电流IA、IL随时间变化的数据：
（1）若 RL=RA相等，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
（2）若 RL 远小于RA ，请定性作出电脑上显示的IA、IL时间变化图像？
电流传感器
A
L
S
IA
IL
RL=RA
IA
IL
I
t
RL 远小于RA
IA
IL
I
t
解析：
1.自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
2.自感系数 L——简称自感或电感
三、自感系数
（1）决定线圈自感系数的因素：实验表明，线圈越大，
匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的
自感系数比没有铁芯时大得多。
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。
常用单位：毫亨（mH）,微亨（μH）
3.自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力
约瑟夫·亨利
Henry Joseph
1797-1878
自感系数很大有时会产生危害：
4.自感现象的应用、防止
防止:双线并绕
应用：日光灯启动、工作
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈的作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
问题：在断电自感的实验中，开关断开切断了电路与电源的连接，氖管却能闪亮一下？试从能量的角度加以解释。
四、磁场的能量
G
P
线圈 A
线圈B
B原
线圈A电流变化
磁通量变化
线圈B产生互感电动势
感应电流
互
感
现
象
（1） Φ原增加，B原与B感方向相反
（2）Φ原减小，B原与B感方向相同
阻碍磁通量变化：“增反减同”
阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同”
自
感
现
象
（1） I原增加，I原与I感方向相反
（2）I原减小，I原与I感方向相同
线圈L电流变化
磁通量变化
自身产生自感电动势
感应电流
S
R1
A1
A2
R
L
IA1
IA2
B原
B感
I感
A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D.手机和基座无需导线连接,这样传递能量没有损失
1.(多选)(2020·天津等级考)手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示,电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后,就会在邻近的受电线圈中感应出电流,最终实现为手机电池充电。在充电过程中 ( 　　)
AC
2.如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从___端到___端（填a或b）。
a b
3.如图电路，两电流表完全相同，合上S时，发现电流表A1指针向右偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的偏转情况是( )
A.A1向左，A2向右
B.A1向右，A2向左
C.A1 、A2都向右
D.A1 、A2都向左
R2
L
R1
S
A1
A2
解析：选A。合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，断开S的瞬间，L中电流不能突变，仍然向右，通过闭合回路中的电流为逆时针方向，A1中电流方向与原来相反。所以A1向左，A2向右。
R2
L
R1
S
A1
A2
解题关键：电感线圈阻碍电流变化，使经过线圈的电流逐渐变化而不是突然变化。
4.当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 ___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图。
I
t
I
t
I
t
I
t
A B C D
C
A
5.图甲和图乙是教材中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,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
C

展开更多......

收起↑