2.4互感和自感 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册(共23张PPT)

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2.4互感和自感 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册(共23张PPT)

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(共23张PPT)
2.2法拉第电磁感应定律
第二章 电磁感应
1、思考与讨论
两个线圈A、B之间并没有导线相连,线圈A与手机的音频输出端连接,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?
2、实验演示
一、互感现象
1.观察与思考
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?
二、互感现象
城乡变压器
无线充电器
收音机里的磁性天线
(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。
(2)应用:传递能量和传递信息
(3)危害:
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。
三、自感现象
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?
1、思考与讨论
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。
2.观察与思考
(1)电键闭合瞬间你看到什么现象?
(2)你是否可以尝试解释这一现象?
2.通电自感实验现象解释
B原
B感
线圈中电流方向向左
感应电流磁场向右
原电流磁场向左
感应电流的方向向右
3.断电自感现象
断电自感实验电路:
电键断开时
(1)电键断开瞬间你看到什么现象?
(2)你是否可以尝试解释这一现象?
3.断电自感实验现象解释
(1)缓慢熄灭原因
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
(2)闪亮一下的原因
断开前
断开后
L
L
A
A
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。
3.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。
4.自感电动势的方向
(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
5.用传感器演示自感对电路中电流的影响
四.自感系数
1.自感电动势的大小
自感系数
2.自感系数
线圈的圈数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
亨利(H)
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
毫亨(m H) 微亨(μH) 1H=103mH=106 μH
L 小
L 大
(1)物理意义:
(2)决定因素
(3)单位:
五.磁场的能量
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。
1.在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰,使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象,宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中,L为自感系数较大的电感线圈,且电阻不计,A、B为两个完全相同的灯泡,且它们的额定电压均等于电源的电动势。则( )
A.断开K以后,A熄灭,B亮后再熄灭
B.断开K以后,B变得更亮,A缓慢熄灭
C.合上K的瞬间,A亮,B后亮
D.合上K的瞬间,B先亮,A后亮
A
2.在如图所示的电路中,两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后,调整R的滑片使L1和L2亮度一样,此时通过两个灯泡的电流均为I。在t0时刻断开S,能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是( )
C
3.如图所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2阻值约等于R1的两倍,则(  )A.闭合开关S时,LA、LB同时达到最亮,且LB更亮一些
B.闭合开关S时,LA、LB均慢慢亮起来,且LA更亮一些
C.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB马上熄灭
D.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭
D
4.如图所示的电路中,电感L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,则下列说法正确的有(  )
A.当S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮
B.当S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮
C.当S断开时,L2立即熄灭
D.当S断开时,L1L2都突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭
B

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