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4.6自感和互感
第四章
电磁感应
观看视频并思考：小灯泡为什么会发光？
新课引入
视频中两个线圈并没有直接连接，为什么也能产生电流？这是什么原理？
两个线圈之间是没有导线相连的，但当一个线圈中电流发生改变时，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的现象，称为互感。
在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但电流表会发生偏转，这运用的也是互感现象。
互感现象产生的感应电动势，称之为互感电动势。
互感现象、互感、互感电动势：
1.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，它所产生的变化是磁场会在另一个线圈中产生感应电动势．这种现象叫做互感．
2.互感电动势：互感现象中产生的感应电动势。
一.互感现象
3.互感现象应用及防止：
应用：变压器
一.互感现象
(双选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　)
栏目链接
A．向右匀加速运动
B．向左匀加速运动
C．向右匀减速运动
D．向左匀减速运动
【牛刀小试】
BC
通电自感
接通、断开开关Ｓ，线圈会不会产生感应电动势？
如何设计实验电路？
猜测一下实验现象？
线圈中电流发生变化时，自身的回路中是否还有电磁感应现象呢？
S
A
B
R
IA
B原
B感
E
IA
IB
如何改进实验电路？
如何解释实验现象？
接通、断开开关Ｓ，线圈会不会产生感应电动势？
自身的内部磁场变化
自身的磁通量变化
自身的感应电动势产生
S
A
B
R
自身的电流变化
在视频中，接通、开关Ｓ，与线圈L相连的灯泡亮度会怎样变化，为什么会这样？产生这样的原因是什么？
二.自感现象
1.当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．
自感现象产生的原因：
导体本身电流变化，引起自身磁通量的变化。
断电自感
电路断开时，因线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化，产生自感电动势阻碍原电流的减小，L中的电流只能从原值IL开始逐渐减小，S断开后，L与
A组成闭合回路，L中的电流从A中流过，因为IL
>IA。所以A不但不立即熄灭，反而更闪亮后才熄灭。
由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
自感现象产生的原因：
导体本身电流变化，引起自身磁通量的变化。
原电流增大，自感电动势与原电流反向。
自感电动势的作用：阻碍原电流的变化。
原电流减小，自感电动势与原电流同向。
下图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)
【牛刀小试】
A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
AD
如下图所示的电路，D1与D2是两个相同的小电灯，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相等．由于自感现象，在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2先后亮暗的次序是(　　)
变
式
迁
移
【牛刀小试】
A．接通时，D1先达最亮，断开时，D1后熄灭
B．接通时，D2先达最亮，断开时，D2后熄灭
C．接通时，D2先达最亮，断开时，D2先熄灭
D．接通时，D1先达最亮，断开时，D1先熄灭
A
1.自感电动势的大小:决定于线圈本身的构造和通过线圈的电流的变化快慢。
描述线圈本身的构造特征的物理量:自感系数（L）
问题：自感电动势大小跟哪些因素有关？
四.自感系数
(1)大小：线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多．
(2)单位：亨利(符号H)，1亨＝103毫亨＝106微亨，即1
H＝103
mH＝106
μH.
(3)物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在1
s内改变1
A时产生的自感电动势的大小．
　
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约瑟夫·亨利
Henry
Joseph
1797-1878
美国著名物理学家，1867年起，
任美国科学院第一任院长;
1829年制成了能提起一吨重铁
块的电磁铁；
1830年发现电磁感应现象，
比法拉第早一年；
1832年发现了电流的自感现象；
……
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，灯泡却能闪亮一下？试从能量的角度加以解释。
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。
磁场也是能量的载体。
通电线圈的能量是以磁场能量的形式储存在线圈磁场中。
下列说法正确的是(　　)
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流不变时，线圈中有稳定的自感电动势
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
【牛刀小试】
AC
一、互感现象：
1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
2、应用：变压器
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
2、①
通电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的增大
②
断电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的减小
三、自感系数
1、自感电动势的大小：
2、自感系数L：与线圈大小、形状、圈数、有无铁芯有关
课堂小结
课后作业：
课后问题与练习
同步训练
谢谢观看
THANK
YOU!

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