1、2.4 互感和自感互感和自感选择性必修第二册选择性必修第二册【学习目标】【学习目标】1.了解互感现象及其应用。2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。3.了解自感电动势的表达式 ,知道自感系数的决定因素。4.了解自感现象中的能量转化。tILE1 1 产生电磁感应的条件是产生电磁感应的条件是什么？什么？2 2 在图在图-1-1接通，接通，B B线圈会线圈会不会产生感应电动势？为不会产生感应电动势？为什么什么? ?AB图1S解析： 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势【思考】1 1、概念: :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 互感现
2、象中产生的感应电动势，称为互感电动势。2 2、应用: :变压器、收音机的“磁性天线”( (利用互感现象可以把能量从一个线圈传递 到另一个线圈) )，因此在电工技术和电子电路中有广泛应用。变压器收音机里的“磁性天线”传递能量传递信息互感现象应用 问题情景：如图断开或闭合开关瞬间，CDCD中会有感应电流吗？这是互感吗？ABSGCDI3、注意：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。互感互感现象的防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的现象的防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间两个线圈之间, ,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间且可发生
3、于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。正常工作，这时要设法减小电路间的互感。磁环，磁环，防止防止互感互感3 3 在图在图-2-2中接通，线圈中接通，线圈会不会产生感应电动势？会不会产生感应电动势？为什么为什么? ? 这种由于导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象是一种特殊的电磁感应现象A图2S【思考】由于导体本身的电流发生变化而对本身产生的电磁感应现象，叫自感现象。(“自我感应”)2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势实验一：通电自感实验一：通电自感实验一：通电自感实
4、验一：通电自感 现象：在闭合开关瞬间，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。A A2 2A A1 1S接通穿过线圈的电流I I 增大穿过线圈的磁通量增大线圈产生感应电动势A1灯逐渐亮阻碍电流增大结论1:电流增大时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的增大，方向与线圈中原电流方向相反分析A1灯: 为什么灯不是立即熄灭，为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭而要闪亮一下才熄灭实验二：断电自感实验二：断电自感实验二：断电自感实验二：断电自感 现象：现象：S S断开时，断开时，A A 灯灯突然突然闪亮一下闪亮一下才才慢慢慢慢熄熄灭。灭。S断开穿过线圈的电流I I 减小穿过线圈的磁
5、通量减小线圈产生感应电动势灯逐渐熄灭阻碍电流减小（补偿）分析A灯:结论2:电流减小时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的减小，方向与线圈中原电流方向相同1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。3 3、自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化。 注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。例例1.1.如图所示的电路中如图所示的电路中A1A1和和A2A2是两个相同的小灯泡是两个相同的小灯泡,L,L是一个自是一个自感系数相当大的线圈感系数相当大的线圈, ,其直流电阻阻值与其直流电
6、阻阻值与R R相同。在开关相同。在开关S S闭合闭合和断开时和断开时, ,灯泡灯泡A1A1和和A2A2亮暗的顺序是亮暗的顺序是( () )A.A.闭合时闭合时A1A1先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1后灭后灭B.B.闭合时闭合时A2A2先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1后灭后灭C.C.闭合时闭合时A1A1先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1先灭先灭D.D.闭合时闭合时A2A2先达最亮先达最亮, ,断开时断开时A1A1先灭先灭答案答案 A例例2.2.( (多选多选) )如图如图(a)(b)(a)(b)所示的电路中所示的电路中, ,电阻电阻R R和自感线圈和自感线圈L L的的
7、电阻值都很小电阻值都很小, ,且小于灯泡且小于灯泡A A的电阻的电阻, ,闭合开关闭合开关S,S,使电路达到使电路达到稳定稳定, ,灯泡灯泡A A发光发光, ,则则( () )A.A.在电路在电路(a)(a)中中, ,断开断开S,AS,A将渐渐变暗将渐渐变暗B.B.在电路在电路(a)(a)中中, ,断开断开S,AS,A将先变得更亮将先变得更亮, ,然后渐渐变暗然后渐渐变暗C.C.在电路在电路(b)(b)中中, ,断开断开S,AS,A将渐渐变暗将渐渐变暗D.D.在电路在电路(b)(b)中中, ,断开断开S,AS,A将先变得更亮将先变得更亮, ,然后渐渐变暗然后渐渐变暗答案答案 AD(1)(1)三
8、种状态三种状态线圈通电瞬间可把线圈看成断路；线圈通电瞬间可把线圈看成断路；断电时自感线圈相当于电源；断电时自感线圈相当于电源；电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理电流稳定后，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于短路。想线圈电阻为零，相当于短路。小结：自感现象的小结：自感现象的“三种状态三种状态”“一个特点一个特点”(2)一个特点一个特点在发生自感现象时，电流不发生在发生自感现象时，电流不发生“突变突变”。自感现象的应用自感现象的应用自感现象的防止自感现象的防止L很大很大油浸开关油浸开关双双线线绕绕法法自感电动势自感电动势 磁通量变化率磁通量变化率 正比关系正比关系电 流 变 化
9、率电 流 变 化 率 正比关系正比关系正比关系正比关系自感电动势的大小与什么因素有关？自感电动势的大小与什么因素有关？tIEtILE描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量决定因素决定因素线圈的匝数线圈的匝数是否有铁芯是否有铁芯线圈的大小线圈的大小线圈的形状线圈的形状亨利（亨利（H） HmHH、361H10 mH10H物理意义物理意义: :单位：单位：甲甲 在铁芯上绕了几千在铁芯上绕了几千匝的线圈，匝的线圈，乙乙 空芯线空芯线圈，圈，丙丙 一条导线弯了一条导线弯了几匝的线圈几匝的线圈tEtIEtILE感应电动势大小感应电动势大小约瑟夫约瑟夫亨利亨利 Henr
10、y Joseph Henry Joseph 1797-18781797-1878 美国著名物理学家，美国著名物理学家，18671867年起，年起，任美国科学院第一任院长任美国科学院第一任院长; ;18291829年制成了能提起一吨重铁年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；块的电磁铁；18301830年发现电磁感应现象，年发现电磁感应现象，比法拉第早一年；比法拉第早一年；18321832年发现了电流的自感现象；年发现了电流的自感现象；从来不申请专利从来不申请专利 无偿贡献给社会无偿贡献给社会例3 关于线圈的自感系数,下面说法正确的是()A.线圈的自感系数越大,自感电动势就一定越大B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零C.线圈中电流变化越快,自感系数越大D.线圈的自感系数由线圈本身的性质及有无铁芯决定解析 自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的,故B、C错,D对;自感电动势不仅与自感系数有关,还与电流变化快慢有关,故A错。答案 D了解无线充电一、互感现象一、互感现象二、自感现象二、自感现象1.通电自感通电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的增大增大2. 断电自感断电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的减小减小三、自感系数三、自感系数
