资源简介

(共23张PPT)
高中物理教科版（2019）选择性必修第二册
第二章 电磁感应及其应用
第4节 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。线圈A与线圈B靠近时能否在扩音器上听见由手机输出的声音？你猜想的依据是什么？
点击视频
1.了解自感现象，能够通过电磁感应的规律分析通电、断电自感现象的成因。
2.了解自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化。
3.能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
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。
自感线圈，我们用 表示，根据楞次定律，当电流从无到有或从有到无，或者电路中电流发生变化时，自感线圈就会产生阻碍这种变化的感应电流，从而延缓结果的发生。
1.自感现象
观察两个灯泡的发光情况
通电自感
1.自感现象
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应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，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
感应电动势阻碍电流的增加
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
1.自感现象
观察开关断开时灯泡的亮度
断电自感
1.自感现象
原因：开关S断开瞬间，线圈L由于自感现象产生电动势，相当于电源，给A灯提供短暂的电流
当RL≥RA, 则IL≤IA则，灯泡就会缓慢的熄灭
当RLIA，灯泡就会闪亮一下再熄灭
1.自感现象
自感系数
自感电动势是由于自感现象而产生的感应电动势，也属于感应电动势，同样遵循法拉第电磁感应定律：
2.自感系数
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
亨利（H）
1.物理意义:
3.单位：
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
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
2.自感系数
拓展学习：线圈的几何结构
线圈的匝数
01
线圈匝数越多，自感系数越大，自感效应越显著，如变压器中的线圈匝数对自感影响显著。
线圈的半径
02
线圈半径增大，线圈的自感系数也会增加，因为磁通量与半径的平方成正比。
线圈的长度
03
线圈长度增加，自感系数通常会减小，因为磁通量的路径变长，相互耦合减少。
2.自感系数
电感和电阻对电流的阻碍作用的区别
阻碍电流的变化 阻碍电流
产生自感现象 导体发热
电感越大，电流变化越快，对电流变化的阻碍作用越大，产生自感电动势越大 电阻越大，对电流的阻碍作用越大
线圈的大小、形状、匝数，有无铁芯 导体长度、横截面积、电阻率
电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量 断开开关后，电流不会立即消失，线圈中还会存在电流，能量储存在电流周围的磁场中；当开关闭合时，电流从无到有，磁场也从无到有，电源的能量会输送给磁场，同样储存在磁场中。
3.磁场的能量
自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质，线圈的自感系数越大，这种现象越明显，越能体现电的"惯性"。
接通电源：自感电动势阻碍线圈中电流的增加
电源断开：自感电动势阻碍线圈中电流的减小
3.磁场的能量
4.自感的典型应用——日光灯
~220V
镇流器
启动器
灯管
(1)日光灯的工作原理
→
高电压启动
①发光原理
气体导电
产生紫外线
②工作条件
激发荧光物质发光
→
低电流工作
~220V
镇流器
启动器
灯管
③工作过程
电键闭合
→
启动器加电压
→
氖气放电发出辉光
→
双金属片膨胀闭合
电流流过镇流器、灯丝、启动器
→
辉光消失双金属片分开
↓
←
镇流器产生瞬时高压
←
灯管气体导电荧光物质发光
镇流器产生感应电动势阻碍电流变化降压限流
←
1.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（　　）
A．送电线圈中电流产生的磁场是恒定的
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
C
2.如图，E是电源，S是开关，和是定值电阻，L可视为电阻为零的自感线圈，电流表和可视为理想电流表。在开关S闭合后的很短时间（ ）
A．示数减小，示数增大
B．示数增大，示数增大
C．示数增大，示数减小
D．示数减小，示数减小
B
3.某兴趣小组利用如图所示的电路研究自感现象。、为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关， 、立即变亮
B．闭合开关，逐渐变亮，立即变亮
C．闭合开关，待电路稳定后再断开开关，立即熄灭，逐渐熄灭
D．闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，通过灯泡的电流方向与原来相反
B
4.如图是日光灯的工作原理电路图，下列说法中正确的是(　　)
B
A.日光灯点亮后，镇流器、启动器都不起作用
B.镇流器能产生瞬时高压点亮灯管，并在灯管亮后起
降压限流作用
C.日光灯点亮后，发出的可见光是由灯管内的气体发出
D.日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗
磁场中的能量
自感系数
自感现象
自感
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的现象。
自感系数L：来描述电感线圈对其中电流的阻碍作用。
磁场的能量：储存在磁场中的能量
自感现象的应用——日光灯

展开更多......

收起↑