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(共24张PPT)
2.4 互感和自感
人教版（2019）高中物理（必修选择性必修第二册）
第二章 安培力与洛伦兹力
老师： 授课时间：
观察实验
如何解释实验现象？
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。
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课堂导入
问题
你能用所学知识解释这一现象？
观察实验
如何解释实验现象？
当线圈靠近电磁炉时：灯泡为什么会发光？手机为什么能够被充电？
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课堂导入
划时代的发现
1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上。
一个线圈接电源
G
电源
法拉第用过的线圈
另一个线圈接“电流表”
当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
在法拉第的实验中，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。
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课堂导入
1.定义：把两个没有导线相连的线圈套在一起，当一个线圈中电流变化时，另一个线圈中就产生感应电动势，这种现象叫做互感，产生的感应电动势叫做互感电动势。
一、互感现象
新课讲授
城乡变压器
收音机里的磁性天线
无线充电器
2.应用：传递能量和传递信息
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知识讲解
3、互感的危害与防止
影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。
实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。会影响电路的正常工作。
手机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，遇有锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。
互感现象能发生在两个相互靠的很近的电路之间，有时会影响电路工作，因此也要设法减小电路间互感的影响。
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知识讲解
线圈中电流发生变化，是否也会在自己的回路里产生电动势？
当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场激发出本身感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。
思考与讨论：
新课讲授
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知识讲解
观察两个灯泡的发光情况
A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光.
然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？
现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。
你能解释以下这是为什么吗？
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知识讲解
分析：
B原
B感
E感
通过电感线圈I↑
Φ↑
电动势，阻碍Φ增加
电感
阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。
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知识讲解
观察开关断开时灯泡的亮度
按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。演示前思考下列问题：
1. 电源断开时，通过线圈 L 的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
2.产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
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知识讲解
线圈中电流方向向左
原电流磁场向左
感应电流磁场向左
感应电流的方向向左
电键断开时
B感
B原
断电自感实验现象解释:
新课讲授
(1)缓慢熄灭原因
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知识讲解
新课讲授
断电自感实验现象解释:
(2)闪亮一下的原因
分析： 断电前根据电路中并联规律，若线圈L的电阻小于灯泡的电阻，则有IL＞IA，断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流过灯泡，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。
断开前
断开后
L
L
A
A
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知识讲解
新课讲授
思考与讨论:
断电时，与线圈并联的灯泡一定会闪亮一下后在慢慢熄灭吗？
(1)不能认为任何断电现象灯都会闪一下
①当IL>IA时，会闪一下，再逐渐熄灭;
②当IL(2)原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与灯泡的电阻RA的大小来决定。
①如果RL≥RA，则IL≤IA；
②如果RLIA。
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知识讲解
3.自感电动势的方向：总是阻碍线圈中原电流的变化
（1）导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反；
（2）导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同.
增 反 减 同
二、自感现象
新课讲授
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知识讲解
1.自感电动势的大小：
三、自感系数
新课讲授
自感系数
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知识讲解
（2）决定因素
线圈的圈数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
（1）物理意义:
2.自感系数
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
甲 一条导线弯了几匝的线圈
乙 空芯线圈，
丙 在铁芯上绕了几千匝的线圈，
甲
乙
丙
亨利（H）
（3）单位：
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知识讲解
断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，能量是从哪里来的？
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，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
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知识讲解
1.(多选)关于互感现象,下列说法正确的是(　　)
A.两个线圈之间必须有导线相连,才能产生互感现象
B.互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈
C.互感现象都是有益的
D.变压器是利用互感现象制成的
答案:BD
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课堂检测
2.(多选)关于自感系数,下列说法正确的是(　　)
A.其他条件相同,线圈越粗自感系数越大
B.其他条件相同,线圈匝数越多自感系数越大
C.其他条件相同,线圈越细自感系数越大
D.其他条件相同,有铁芯的比没有铁芯的自感系数小
答案:AB
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课堂检测
D
课堂练习
第 20 页
课堂检测
(多选)4、在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是零．在接通开关S时，则 (　 　)
A．在甲中，A将渐渐变亮
B．在甲中，A将先变亮，后渐渐变暗
C．在乙中，A将渐渐变亮
D．在乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭
AD
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课堂检测
5．如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻。下列正确的是（ ）
A．接通S，灯泡A逐渐变亮
B．接通S，灯泡A立即变亮，然后逐渐熄灭
C．断开S，灯泡A将先闪亮一下，然后逐渐熄灭
D．断开S后的瞬间，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同
C
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课堂检测
6．如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为RL，且RL>RA（RA为灯泡A的电阻），则（　）
A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光
B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮
C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭
A
第 23 页
课堂检测
D
课堂练习
第 24 页
课堂检测

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