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第二章 电磁感应
4
互感和自感
一、互感现象
1.互感现象：
两个不相连的电路，
当其中一个电流
变化时，
它的磁场也会变化，
使得另一个
电路产生感应电动势和感应电流。
2.互感电动势：
互感中产生的电动势
3.广泛应用：
一、互感现象
1.互感现象：
两个不相连的电路，
当其中一个电流
变化时，
它的磁场也会变化，
使得另一个
电路产生感应电动势和感应电流。
2.互感电动势：
互感中产生的电动势
3.广泛应用：
变压器
磁性天线
一、互感现象
1.互感现象：
两个不相连的电路，
当其中一个电流
变化时，
它的磁场也会变化，
使得另一个
电路产生感应电动势和感应电流。
2.互感电动势：
互感中产生的电动势
3.广泛应用：
变压器
磁性天线
A
互感
4.影响因素：
形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等
一、互感现象
1.互感现象：
两个不相连的电路，
当其中一个电流
变化时，
它的磁场也会变化，
使得另一个
电路产生感应电动势和感应电流。
2.互感电动势：
互感中产生的电动势
3.广泛应用：
变压器
磁性天线
思考：
刚才我们研究两靠近的电路会发生互感现象，如果一个电路中的电流发生变化会在自身回路中产生感应电动势吗？
4.影响因素：
形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
实验一：
（1）先闭合S，调节R2，使两灯泡亮度相同；
（2）再调节R1，使两灯泡都正常发光，然后断开S；
（3）重新接通电路，注意观察开关闭合时两灯泡的发光情况。
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
实验二：
（1）先闭合S，使灯泡发光；
（2）然后断开S；
（3）观察开关断开时灯泡的亮度。
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
分析与讨论
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
①开关闭合（断开）时，通过线圈L的电流增大（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中的电流增大（减小）得更快还是更慢些？
分析与讨论
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
②产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，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途径流动？
分析与讨论
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
③开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？
分析与讨论
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
④开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来电流更大？为了使实验效果更明显，对线圈L应该有什么要求？
分析与讨论
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
2.自感现象：
因回路本身电流的变化，而在回路中激起感应电动势的现象
3.自感电动势：
由自感现象产生的感应电动势
（1）方向：
楞次定律
自感电动势总是阻碍回路原电流的变化
二、自感现象
1.电感：
带铁芯的螺线圈（电感线圈L）
2.自感现象：
因回路本身电流的变化，而在回路中激起感应电动势的现象
3.自感电动势：
由自感现象产生的感应电动势
（1）方向：
楞次定律
自感电动势总是阻碍回路原电流的变化
（2）大小：
（3）自感系数L：
简称自感或电感
单位是亨利（H）
1H=103mH=106μH
它与线圈大小、形状、匝数及是否有铁芯等因数有关
而
自感系数的大小表明了线圈对电流变化的阻碍作用的大小，反映了线圈对电流变化的延时作用的强弱。
三、磁场的能量
思考：
1.在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
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。
三、磁场的能量
思考：
1.在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
2.线圈如何体现电的“惯性”？
当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零。
三、磁场的能量
思考：
1.在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
2.线圈如何体现电的“惯性”？
3.电的“惯性”大小与哪些因素有关？
电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。

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