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1、选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 6 6 6 6互感和自感互感和自感互感和自感互感和自感选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 法拉第和他的实验线圈法拉第和他的实验线圈选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感
2、应电动势呢？个线圈中为什么会产生感应电动势呢？选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 一、互感现象一、互感现象1 1、当当一个线圈一个线圈中中电流变化电流变化，在，在另一个线圈另一个线圈中产生中产生感应电动势的现象，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生。互感现象中产生的感应电动势，称为的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2、应用：、应用：变压器、收音机的变压器、收音机的“磁性天线磁性天线”就是利用就是利用互感现象制成。互感现象制成。选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电
3、磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 3 3、防止：在电力工程和电子电路中，互感现象有、防止：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时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。的互感。互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感
4、应电磁感应电磁感应电磁感应 1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。二、自感现象二、自感现象选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 实验一实验一：通电自感：通电自感2、再调节变阻器再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关然后断开开关S。1、先合上开关先合上开关S，调节变阻器，调节变阻器R的电阻，使同样规格的电阻，使同样规格的两个
5、灯泡的两个灯泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。L A1R A2 S R1选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯串联的灯泡泡A A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来。现象：现象：选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？问题：与线圈相连的灯泡为什么要
6、过一会才亮？选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 例1.实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的电流随时间变化的图像为的图像为 图；通过灯泡图；通过灯泡A2的的电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像为为 图。图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 1、把灯泡、把灯泡A和带和带铁芯铁芯 的线圈的线圈L并联在直并联在直流电路中。流电路中。2
7、、接通电路，待灯泡正常发光，断开电、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。路。ALS实验二：断电自感实验二：断电自感选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 观察：当电路断开时，灯泡观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。的亮度变化情况。现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应
8、电磁感应 3.3.自感电动势的作用自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中导体中原来的电原来的电流变化流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变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。慢了，即对电流的变化起延迟作用。4.4.自感电动势方向判定：自感电动势方向判定：选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？解答：解答：线圈电阻明显小于灯泡电阻线圈电阻明显小于灯泡电阻思考题：思考题：选修选修选
9、修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 例2.在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻RA相等，则电键相等，则电键 断开前后通过线断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为圈的电流随时间的变化图像为 图，通过图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为灯泡的电流随时间的变化图像为 图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键，则电键 断开前后通过线圈的电流随时断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为 图。图。It A B C DItItItAC
10、BDALS选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 线圈插铁芯线圈插铁芯线圈插铁芯线圈插铁芯思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：1 1、电源断开时，通过线圈、电源断开时，通过线圈、电源断开时，通过线圈、电源断开时，通过线圈L L的电流减小，这时会的电流减小，这时会的电流减小，这时会的电流减小，这时会出现出现出现出现感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势。感应电动势的作用是使线圈。感应电动势的作用是使线圈。感应电动势的作用是使线圈。感应电动势的作用是使线圈L L中的电流减中的电流减中的电流减中的电流减小得更快些还
11、是小得更快些还是小得更快些还是小得更快些还是更慢更慢更慢更慢些？些？些？些？2 2、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电向外供电向外供电向外供电，由于，由于，由于，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流开关已经断开，线圈提供的感应电流开关已经断开，线圈提供的感应电流开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？将沿什么途径流动？将沿什么途径流动？将沿什么途径流动？3 3、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的、开关断开后，通过灯泡的感应电流与
12、原来通过它的、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流电流电流电流方向是否方向是否方向是否方向是否一致？一致？一致？一致？4 4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来更大更大更大更大？为了？为了？为了？为了使实验效果更明显，对线圈使实验效果更明显，对线圈使实验效果更明显，对线圈使实验效果更明显，对线圈L L有什么要求？有什么要求？有什么要求？有什么要求？更慢些！更慢些！更慢些！更慢些！沿线
13、圈直接流过灯泡！沿线圈直接流过灯泡！沿线圈直接流过灯泡！沿线圈直接流过灯泡！不一致不一致不一致不一致！有可能比原来大！有可能比原来大！有可能比原来大！有可能比原来大！选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 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电 流流 变变 化化 率率 正比关系正比关系正比关系正比关系三、自感系数三、自感系数选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 对同一线圈对同一线圈:电流变化快电流变化快,穿过线圈的穿过线
14、圈的磁通量变化快磁通量变化快线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就大电动势就大.电流变化慢电流变化慢,穿过线圈的穿过线圈的磁通量变化慢磁通量变化慢线圈中产生的自感线圈中产生的自感电动势就小电动势就小.对不同线圈对不同线圈:电流变化快慢一样电流变化快慢一样,自感电动势不同自感电动势不同选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势与磁通量的变化率成正比、自感电动势与磁通量的变化率成正比即自感电动势与电流的变化率成正比即自感电动势与电流的变化率成正比选修选修选修选修选修选修 3-23-23
15、-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 2 2、自感系数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（2 2）决定因素：）决定因素：（3 3）单位：）单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（H H）实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。没有铁芯时大得多。(1)(1)物理意义：物理意义：描述线圈产生自感电动势的描述线圈产生自感电动势的能力能力选修选
16、修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 插入铁芯线圈的自感系数变大插入铁芯线圈的自感系数变大选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开关的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开关的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。伤害。选修选修选修选修选修选修 3-23-23-
17、23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 因此，电因此，电动机等大功率用动机等大功率用电器的开关应该电器的开关应该装装在金属在金属壳中。壳中。最好使用油浸开最好使用油浸开关，即把开关的关，即把开关的接触点浸接触点浸在绝缘在绝缘油油中，避免出现中，避免出现电火花电火花选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关问题：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
18、能量的角度加以讨至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。开关闭合开关闭合时线圈中有电流，电流产生时线圈中有电流，电流产生磁场，电能转化为磁场的能量；磁场，电能转化为磁场的能量；开关断开开关断开时，线圈作用相当于电源，时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。把磁场中的能量转化成电能。选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P2424，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该怎样理解？，应该怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与
19、什么有关？大小与什么有关？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势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不能立即增大到最大值或不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 小小 结结1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产
20、生的。互感现象产生的感应电动势，称为感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象，叫现象，叫自感现象自感现象。3 3、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。化。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈的大小、形状、圈数及有无：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量选修选修选修选修选修选修 3-2
21、3-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 课堂训练课堂训练1、演示自感的实验电路图如右图所示，、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯是规格相同的灯泡，泡，R的阻值与的阻值与L的直流电阻值相同。的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是感现象是 比比 先亮，最后达到先亮，最后达到同样亮。同样亮。A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻、上图中，电阻R的电阻值和电感的电阻值和电感L的自感系数都很的自感系数都很大，但大，但L的直流电阻值很小，的直流电阻值很
22、小，A1、A2是两个规格相同是两个规格相同的灯泡。则当电键的灯泡。则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间，比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮。A1A2A2A1选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1和和D2是是两个相同的小灯泡，两个相同的小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与系数相当大的线圈，其阻值与R相相同。在电键接通和断开时，灯泡同。在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B.接
23、通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D.接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭D1 D2L RSA选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 4、如图所示，、如图所示，L为自感系数较大的线为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有断开电键的瞬间会有A.灯灯A立即熄灭立即熄灭 B.灯灯A慢慢熄灭慢慢熄灭C.灯灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯灯A
24、突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 五、自感现象应用和防止五、自感现象应用和防止日光灯原理日光灯原理日光灯结构：日光灯结构：应用应用选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 1、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需要一个低于要一个低于220V的工作电压。的工作电压。2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？时高压，可谁来充当自动开关？启动器启动器 E自自 EE自自+EL A选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 日光灯的工作原理日光灯的工作原理选修选修选修选修选修选修 3-23-23-23-23-23-2电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 镇流器的作用镇流器的作用1、启动时产生瞬时高压启动时产生瞬时高压2、工作时降压限流、工作时降压限流