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1、关于互感和自感课件第1页，讲稿共41张，创作于星期一复习回顾：复习回顾：下图为法拉第实验中的原理图，电磁感应现象的本下图为法拉第实验中的原理图，电磁感应现象的本质是什么？请以下图为例说明感应电动势的产生条质是什么？请以下图为例说明感应电动势的产生条件、方向如何判断和大小如何计算？感应电流的产件、方向如何判断和大小如何计算？感应电流的产生条件？生条件？法拉法拉第用第用过的过的线圈线圈第2页，讲稿共41张，创作于星期一 问题：问题：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，在另一个线圈连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么
2、会产生感应电动势呢？中为什么会产生感应电动势呢？第3页，讲稿共41张，创作于星期一一、互感现象一、互感现象1 1、定义：、定义：当当一个线圈一个线圈中中电流变化电流变化，在，在另一个线另一个线圈圈中产生感应电动势的现象，称为中产生感应电动势的现象，称为互感互感。互感。互感现象中产生的感应电动势，称为现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、本质：、本质：一种电磁感应现象一种电磁感应现象第4页，讲稿共41张，创作于星期一3 3、应用：、应用：利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到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技术中有广泛应用。另一个线圈，
3、因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象制成的。变压器就是利用互感现象制成的。第5页，讲稿共41张，创作于星期一收音机的收音机的“磁性天线磁性天线”也也是利用互感现象制是利用互感现象制成。成。收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线.第6页，讲稿共41张，创作于星期一街头的变压器是中型的互感器街头的变压器是中型的互感器第7页，讲稿共41张，创作于星期一 变电站的大型变压器是大型的互感器变电站的大型变压器是大型的互感器第8页，讲稿共41张，创作于星期一延时继电器延时继电器试说试说明这明这种继种继电器电器的工的工作原作原理。理。第9页，讲稿共41张，创作于星期一4 4、互感互感现象
4、的防止：现象的防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的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正常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。工作，这时要设法减小电路间的互感。第10页，讲稿共41张，创作于星期一L 问题问题：K K接通瞬间，线圈接通瞬间，线圈L L本身中会不会本身中会不会产生感应电动势？产生感应电动势？K第11页，讲稿共41张，创作于星期一 灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈
5、，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：通电瞬间演示演示1 1第12页，讲稿共41张，创作于星期一电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L L的磁通量逐渐的磁通量逐渐增加增加，L L中产生的感应电动势的中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向方向与原来的电流方向相反相反，阻碍，阻碍L L中电流中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。增加，即推迟了电流达到正常值的时间。分析：分析：第13页，讲稿共41张，创作于星期一 为为什什么么灯灯 立立即即亮亮 灯灯 要要过过会会儿儿亮亮呢呢 A AB B,?再看一遍再看一遍现象
6、分析现象分析第14页，讲稿共41张，创作于星期一反馈训练1、实验一中，当电键闭合后，通实验一中，当电键闭合后，通过灯泡过灯泡A A1 1的电流随时间变化的图像的电流随时间变化的图像为为 图；通过灯泡图；通过灯泡A A2 2的电流随的电流随时间变化的图像为时间变化的图像为 图。图。ItItItIt A B C D L A1R A2 S R1CA第15页，讲稿共41张，创作于星期一演示演示2 2S S断开时，断开时，A A 灯突然闪亮一下灯突然闪亮一下才熄灭。才熄灭。现象现象：思考与讨论：思考与讨论：P23P23断电瞬间第16页，讲稿共41张，创作于星期一线圈插铁芯线圈插铁芯线圈插铁芯线圈插铁芯思
7、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，这时会出现感应的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈电动势。感应电动势的作用是使线圈L L中的电流减小得更中的电流减小得更中的电流减小得更中的电流减小得更快些还是更慢些？快些还是更慢些？快些还是更慢些？快些还是更慢些？2、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电
8、，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？径流动？径流动？径流动？3、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电、开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？流方向是否一致？4 4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来更、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来更大？为了使实验效果更明显，对线圈大？为了使实验效果更明显，对线圈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！沿线
9、圈直接流过灯泡！沿线圈直接流过灯泡！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！第17页，讲稿共41张，创作于星期一 为为什什么么灯灯不不是是立立即即熄熄灭灭，而而要要闪闪亮亮一一下下才才熄熄灭灭.断断断断电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析第18页，讲稿共41张，创作于星期一现象现象:S S断开，断开，A A灯突然闪一灯突然闪一下才熄灭。下才熄灭。现象分析现象分析:第19页，讲稿共41张，创作于星期一解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因然减弱，穿过线圈的
10、磁通量也就很快减少，因而在而在带带铁芯铁芯的的线圈中产生线圈中产生较大较大感应电动势。虽感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈然这时电源已经断开，但线圈L L和灯泡和灯泡A A组成组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。所以灯泡不会立即熄灭。问题：与线圈并联的灯泡为什么问题：与线圈并联的灯泡为什么突然闪亮一下才熄灭突然闪亮一下才熄灭？第20页，讲稿共41张，创作于星期一二、自感现象二、自感现象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磁发生变化而产生的电磁感应现象，叫感应现象，叫自感现象自感现象。2.2.自感现
11、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。自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。流的变化起延迟作用。第21页，讲稿共41张，创作于星期一3.3.自感电动势的方向自感电动势的方向增增 反反 减减 同同 导体电流导体电流增加增加时，阻碍电流增加，此时时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向自感电动势方向与原电流方向相反相反；导体；导体电流电流减小减小时，
12、阻碍电流减小，此时自感电时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向动势方向与原电流方向相同相同。第22页，讲稿共41张，创作于星期一对同一线圈:电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快线圈中产生的自感电动势就大.电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢线圈中产生的自感电动势就小.对不同线圈:电流变化快慢一样,自感电动势不同第23页，讲稿共41张，创作于星期一三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比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（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：（2 2）自感
13、系数的单位：）自感系数的单位：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，自感系数越大。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没有铁芯时大得多。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力第24页，讲稿共41张，创作于星期一插入铁芯的线圈自感系数变大插入铁芯的线圈自感系数变大第25页，讲稿共41张，创作于星期一什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么
14、情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮一下，然后熄灭。一下，然后熄灭。当当自感系数很大自感系数很大时，在开关断开的瞬间，自感线时，在开关断开的瞬间，自感线圈会产生瞬时的圈会产生瞬时的很高的自感电动势很高的自感电动势，该电动势会补充，该电动势会补充A A灯或灯或A A2 2灯中的电流，从而使灯中的电流，从而使A A灯或灯或A A2 2灯中电流突然灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。变大，所以要闪亮一下。第26页，讲稿共41张，创作于星期一4、自感现象的应用日光灯 在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术在交流电路中、在各种用电设
15、备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。第27页，讲稿共41张，创作于星期一自感系数很大有时会产生危害：5 5、自感现象的防止、自感现象的防止小明去断开正在小明去断开正在工作的大功率电工作的大功率电动机的动机的 开关时，开关时，被突然产生的电被突然产生的电火花击中了，想火花击中了，想一想，为什么？一想，为什么？第28页，讲稿共41张，创作于星期一变压器、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
16、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。第29页，讲稿共41张，创作于星期一 因此，电动机等因此，电动机等大功率用电器的开大功率用电器的开关应该装在金属壳关应该装在金属壳中。最好使用油浸中。最好使用油浸开关，即把开关的开关，即把开关的接触点浸在绝缘油接触点浸在绝缘油中，避免出现电火中，避免出现电火花花第30页，讲稿共41张，创作于星期一由于两根平行导线中由于两根平行导线中的电流方向的电流方向相反相反，它们的，它们的磁场可以互相抵消，从而磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。弱到可以忽略的程度。第31页
17、，讲稿共41张，创作于星期一四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断问题：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？甚至会开后，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。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作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。能。第32页，讲稿共41张，创作于星期一 阅读教材阅读教材P24P24，回答问题：，回答问题：
18、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，应该怎样理解？解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？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，使线圈中的势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电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零为零 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.第33页，讲稿共41张，创作于星期一 想一想想一想我们本节所学习的互感和自感现象有那些我们本节所学习的互感和自感现象有那些不同点和共同点？不同点和共同点
19、？第34页，讲稿共41张，创作于星期一小小 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。互感现象产生的感。互感现象产生的感应电动势，称为应电动势，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
20、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、磁场具有能量第35页，讲稿共41张，创作于星期一 课堂训练课堂训练 1 1、如图所示，、如图所示，L L为自感系数较大的线圈，为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有的瞬间会有A.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L A(A
21、)第36页，讲稿共41张，创作于星期一3、上图中，电阻、上图中，电阻R R的电阻值和电感的电阻值和电感L L的自感系数都很大，的自感系数都很大，但但L L的直流电阻值很小，的直流电阻值很小，A1A1、A2A2是两个规格相同的灯泡。则当是两个规格相同的灯泡。则当开关开关S S闭合瞬间，闭合瞬间，比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。课堂训练课堂训练2 2、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 L是是电感线圈，电感线圈，A A1 1、A A2 2是规格相同的灯泡，是规格相同的灯泡，R R的阻值的阻值与与L L的直流电阻值相同。当开关由断开到合的直流电阻值相同。当
22、开关由断开到合上时，观察到的自感现象是上时，观察到的自感现象是 比比 先亮，最后达到同样亮。先亮，最后达到同样亮。L A1R A2 S R1A2A1A2A1A1A2第37页，讲稿共41张，创作于星期一 课堂训练课堂训练4 4、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1D1和和D2D2是两是两个相同的小灯泡，个相同的小灯泡，L L是一个自感系数是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与相当大的线圈，其阻值与R R相同。在相同。在电键接通和断开时，灯泡电键接通和断开时，灯泡D1D1和和D2D2亮暗亮暗的顺序是的顺序是A.A.接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后灭后灭B.
23、B.接通时接通时D2D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2D2后灭后灭C.C.接通时接通时D1D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2D2后灭后灭D.D.接通时接通时D2D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1D1后灭后灭D1 D2L RS(A)第38页，讲稿共41张，创作于星期一5、如图所示的电路中，电灯A和B与固定电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,AB亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,下列说法正确的是()课堂训练课堂训练A.灯B立即熄灭B.灯A将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c-B-dD.有电流通过A灯,方向为b-A-aS1S2BALRabcdADAD第39页，讲稿共41张，创作于星期一6、如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是()课堂训练课堂训练LA2IISIitto0Iitto0-IIitto0-I-2IIitto02IABCDC C第40页，讲稿共41张，创作于星期一感感谢谢大大家家观观看看第41页，讲稿共41张，创作于星期一