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互感和自感-PPT课件
5
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗？
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关？ 对同一个线圈：穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下， 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题： 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么？如何满足此条件？ 如果通过线圈本身的电流有变化，
使它里面的磁通量改变，能不能产生电 动势？
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调 节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和 A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间， 同学们看到了什么?（实验要反复几次） 现象：A2比A1先亮.
2
实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的 瞬间，同学们看到了什么？(实验要反复 几次)
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验（1）和实验(2)中的两种现象
现象：A2比A1先亮.
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 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, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗？
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关？ 对同一个线圈：穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下， 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题： 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么？如何满足此条件？ 如果通过线圈本身的电流有变化，
使它里面的磁通量改变，能不能产生电 动势？
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调 节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和 A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间， 同学们看到了什么?（实验要反复几次） 现象：A2比A1先亮.
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实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的 瞬间，同学们看到了什么？(实验要反复 几次)
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验（1）和实验(2)中的两种现象
现象：A2比A1先亮.
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 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, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流
互感和自感 课件
1．对互感现象的理解 (1)互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅 发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生 于任何相互靠近的电路之间。 (2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。 变压器就是利用互感现象制成的。 (3)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，这时要求设法减小电路间的互感。
2．对自感现象的理解 (1)对自感现象的理解： 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应 定律和楞次定律。 (2)对自感电动势的理解： ①产生原因： 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发 生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。
②自感电动势的方向： 当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相 反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同 (即：增反减同)。 ③自感电动势的作用： 阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化， 只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化 的作用。
体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。启 动器相当于一个自动开关。日光灯正常工作后处于断开状 态，启动器损坏的情况下可将连接启动器的两个线头作一 个短暂接触也可把日光灯启动。启动时电流流经途径是镇 流器、启动器、灯丝，启动后电流流经途径是镇流器、灯 丝、日光灯管。
4．日光灯正常工作时镇流器的作用 由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做 周期性变化。当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电 动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流 电的大小减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流减小， 自感电动势与原电压同向。可见镇流器的自感电动势总是 阻碍电流的变化，正常工作时镇流器就起着降压、限流的 作用。
2．自感现象的分析思路 (1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)。 (2)根据楞次定律，判断自感电动势方向。 (3)分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)， 由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍电流增加，因此 电流逐渐增大；电流减小时(如断电时)，线圈中电流逐渐减小。
互感和自感 课件
(4)电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小．
题型二 自感现象的图象问题 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭 合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( B )
内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间 的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少，当 电流为零时，线圈中原储存的磁场能全部转化为电能并通过灯 泡(或电阻)转化为内能．所以，在自感现象中是电能转化为线 圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感 现象遵循能量转化和守恒定律．
知识点二 自感现象 1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应
现象． 2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁
通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中， 由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生 变化而产生自感电动势．
3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L
零．故选B. 点评：本题考查了综合运用楞次定律和欧姆定律分析自感现 象的能力，要注意电势差的正负．
线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后
才慢慢熄灭，C错误、D正确．
点评：(1)本题是通电自感和断电自感问题，根据是明确线圈中 自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现电流的“惯性”．
(2)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其
直流电阻忽略不计”这一关键语句． (3)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路．
(3)自感电动势E感与哪些因素有关． 自感电动势E感可以写成E感＝n ，由于磁通量的变化是电
题型二 自感现象的图象问题 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭 合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( B )
内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间 的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少，当 电流为零时，线圈中原储存的磁场能全部转化为电能并通过灯 泡(或电阻)转化为内能．所以，在自感现象中是电能转化为线 圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感 现象遵循能量转化和守恒定律．
知识点二 自感现象 1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应
现象． 2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁
通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中， 由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生 变化而产生自感电动势．
3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L
零．故选B. 点评：本题考查了综合运用楞次定律和欧姆定律分析自感现 象的能力，要注意电势差的正负．
线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后
才慢慢熄灭，C错误、D正确．
点评：(1)本题是通电自感和断电自感问题，根据是明确线圈中 自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现电流的“惯性”．
(2)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其
直流电阻忽略不计”这一关键语句． (3)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路．
(3)自感电动势E感与哪些因素有关． 自感电动势E感可以写成E感＝n ，由于磁通量的变化是电
互感和自感 课件
图5
(1)若开始 I1>I2，则灯 LA 会闪亮一下(I1、I2 差别越大闪亮越明显， 但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻 RL<RLA 时， 会出现 LA 灯闪亮的情况。 (2)若 RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现 LA 灯闪亮一下的情况，但灯 泡会逐渐熄灭。
因而电流 I0 保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到 2I0
图2
解析 当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止； 当 S 闭合电流稳定后，L 的阻碍作用消失，电路的电流为 2I0，D 项正确。 答案 D
名师点睛 自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。 分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感 电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻 止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其 变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； 当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短 路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
2．公式：E
＝L
ΔI Δt
，其中
L
是自感系数，简称自感或电感，单
位： 亨利 。符号： H 。1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。
3．决定因素：与线圈的大小、形状、 匝数 ，以及是否有铁芯等
因素有关，与 E、ΔI、Δt 等无关。
[要 点 精 讲] 要点1 对自感现象的理解
(1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定 律。
要点2 对两类自感现象的理解
(1)若开始 I1>I2，则灯 LA 会闪亮一下(I1、I2 差别越大闪亮越明显， 但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻 RL<RLA 时， 会出现 LA 灯闪亮的情况。 (2)若 RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现 LA 灯闪亮一下的情况，但灯 泡会逐渐熄灭。
因而电流 I0 保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到 2I0
图2
解析 当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止； 当 S 闭合电流稳定后，L 的阻碍作用消失，电路的电流为 2I0，D 项正确。 答案 D
名师点睛 自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。 分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感 电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻 止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其 变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； 当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短 路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
2．公式：E
＝L
ΔI Δt
，其中
L
是自感系数，简称自感或电感，单
位： 亨利 。符号： H 。1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。
3．决定因素：与线圈的大小、形状、 匝数 ，以及是否有铁芯等
因素有关，与 E、ΔI、Δt 等无关。
[要 点 精 讲] 要点1 对自感现象的理解
(1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定 律。
要点2 对两类自感现象的理解
“互感”与“自感”两个演示实验的设计
“互感”与“自感”两个演示实验的设计作者：阮传志来源：《中学物理·高中》2016年第12期“互感”和“自感”现象概念相对比较抽象，尽管它们在电工技术和电子技术中有广泛的应用，但学生对相关知识的了解却很有限，对教材（人教版高中物理选修3-2）中提到的一些应用实例如“收音机”、“自感电动势烧蚀开关”等知识知之甚少，为了加强学生的感性认识，将抽象的概念具体化，体现从“从生活走向物理，从物理走向生活”的教学理念，笔者设计了两个课堂演示实验，它们操作简单，现象明显，说理清楚，趣味性强，对课堂教学能起到很好的辅助作用，兹介绍如下.演示实验一：“互感”现象的应用——制作简单的收音机为了介绍“互感”现象的应用，教材例举了“收音机”的例子，如图1所示为教材的插图，很明显这个例子及其所配的插图存在以下不足：首先是插图的可视性差，学生难以抓住观察重点；再者是“收音机”这种电子产品，远离学生生活，学生知道有这个东西，但使用少，相对陌生；还有就是即便手边有收音机，有打开看看的好奇心和“研究能力”的“熊孩子”越来越少，这一不足，可以通过设计、制作、使用如下的演示实验来弥补.【器材】：大线圈一个（500～1000匝）；小线圈一个（约100匝）；软铁棒一根（粗细能插入小线圈）；有源音箱（带原配信号线一根）一个；导线四根.【制作】：1.将有源音箱的信号线在中间位置裁成两段，取前半段，在剪裁端剖出两根芯线，分别与小线圈的两接线柱相接（使小线圈能连接耳机插孔）.2.将有源音箱的信号线裁下的后半段，在剪裁端剖出两根芯线，分别接大线圈的两接线柱（即大线圈与音箱组成一个回路）.3.组装、连接如图2所示.【操作】1.将电脑（或MP3、手机等）放出音乐；2.将信号线插头插入电脑（或MP3等）的耳机接口（即将小线圈接声源）.3.将大线圈（通过后半段信号线）接入有源音箱的音频接口，并打开音箱电源；4.并将小线圈插入大线圈中，音箱开始播放电脑（或MP3、手机等）音乐，这就是个简单的收音机.5.调节音量旋钮，将音量调到合适.【阐释的问题】：一个线圈的电流变化时，它所产生的变化磁场会在另一个线圈中产生感应电动势.利用“互感”现象，可以将能量传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用.演示实验二：“自感”现象的危害——断开开关电火花点燃小火炬：为介绍“自感”现象的危害，教材例举了“自感电动势烧蚀开关”的例子，如图3所示为教材的插图，显然它也有明显的不足之处：一是真实实验有困难（不少学校的实验室不具备实验条件，高级中学很少有学校配备工程技术类实验器材.），二是实际的实验操作有一定危险性，所以模拟实验是最理想的解决之策.【器材】：线圈一个（约1000匝），导线6根，开关一个，小灯泡（额定电压2.5 V）一个，电池盒一个，干电池4～6节，镊子一把，脱脂棉少许，打火机油少许.【制作】：1.如图4所示，将线圈、小灯泡、开关串联.2.将电源接入电路.【操作】：1.闭合开关，小灯泡发光，显示电路完好.2.手持线圈与小灯泡间的导线，松动导线与线圈的接线柱，做连续通断的动作，模拟开关通断，观察接线柱处有电火花放出.3.用摄子取少量脱脂棉，滴上少许打火机油，做成小火炬，靠近连续通断的接线柱处.4.重复操作步骤2，电火花将小火炬点燃.【阐释的问题】：1.在变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害.2.提醒学生在易燃易爆的环境的环境中，正确用电，合理避险，如遇室内燃气泄漏，应立即打开门窗通风，迅速离开现场，切勿动任何电器开关！以上两个演示实验，都是根据相关知识，针对教学内容设计，可以弥补教材不足，活跃课堂气氛，引起学生学习兴趣，效果震憾，体验真切，说理清楚，激发探究精神，感悟实验真谛.当然，如果能将其设计成学生实验，让学生动脑、动手，教学效果可能会更好一些.。
互感和自感(PPT课件)
10.7 互感与自感
问题引入 互感 变压器 感应圈 自感现象 自感系数
问题引入
我国的市电是电压为220V、频率为50Hz的交变电流， 但发电厂要先用升压变压器将电压升高后再向远距离的用 户输送，到了目的地之后，必须再用降压变压器将电压降 到220V再输送给用户。那末，你知道变压器是怎样升压和 降压的吗？
180
例2 一个线圈的电流在0.01s内变化了0.5 A，所产生
的自感电动势为20V，求线圈的自感系数？
解：由自感电动势公式
EL
L
I t
得
L
EL
t I
20
0.01 0.5
H
0.4
H
练习
1. 有一个线圈，它的自感系数是0.6 H，当通过它的
电流在0.01s 内由0.5 A增加到2.0 A时，求线圈中产生的自
实验证明：变压器
原、副线圈两端的电压
跟它们的匝数成正比，
即：
U1 n1 U 2 n2
2. 变压器的种类
（1）升压变压器：n2＞n1，U2＞U1 。 （2）降压变压器: n2＜n1，U2＜U1 。 3. 电流与匝数的关系
变压器工作的时候，原线圈输入的功率除少量的热损
耗外，大部分从副线圈输出。由于热损耗功率一般很小
，所以，可近似认为变压器副线圈输出的功率等于原线
圈输入的电功率，即 I2U2。 I1U1
I1 I2
U2 U1
n2 n1
I1 n2 I2 n1
可见，变压器原、副线圈的电流I1、I2跟变压器原、
副线圈的匝数成反比。
三、感应圈 1. 感应圈的作用 是一种特殊形式的升压变压器。 2. 感应圈的结构 3. 感应圈的工作原理
一、互感 定义 由于一个线圈中的电流变化，而使邻近另 一 个线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感。
问题引入 互感 变压器 感应圈 自感现象 自感系数
问题引入
我国的市电是电压为220V、频率为50Hz的交变电流， 但发电厂要先用升压变压器将电压升高后再向远距离的用 户输送，到了目的地之后，必须再用降压变压器将电压降 到220V再输送给用户。那末，你知道变压器是怎样升压和 降压的吗？
180
例2 一个线圈的电流在0.01s内变化了0.5 A，所产生
的自感电动势为20V，求线圈的自感系数？
解：由自感电动势公式
EL
L
I t
得
L
EL
t I
20
0.01 0.5
H
0.4
H
练习
1. 有一个线圈，它的自感系数是0.6 H，当通过它的
电流在0.01s 内由0.5 A增加到2.0 A时，求线圈中产生的自
实验证明：变压器
原、副线圈两端的电压
跟它们的匝数成正比，
即：
U1 n1 U 2 n2
2. 变压器的种类
（1）升压变压器：n2＞n1，U2＞U1 。 （2）降压变压器: n2＜n1，U2＜U1 。 3. 电流与匝数的关系
变压器工作的时候，原线圈输入的功率除少量的热损
耗外，大部分从副线圈输出。由于热损耗功率一般很小
，所以，可近似认为变压器副线圈输出的功率等于原线
圈输入的电功率，即 I2U2。 I1U1
I1 I2
U2 U1
n2 n1
I1 n2 I2 n1
可见，变压器原、副线圈的电流I1、I2跟变压器原、
副线圈的匝数成反比。
三、感应圈 1. 感应圈的作用 是一种特殊形式的升压变压器。 2. 感应圈的结构 3. 感应圈的工作原理
一、互感 定义 由于一个线圈中的电流变化，而使邻近另 一 个线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感。
《自感和互感》课件
互感系数：描述互感现象的强 弱，与线圈之间的距离、形状、 材料等因素有关
互感现象：两个或多个线圈之 间通过电磁感应产生的相互影 响
应用：变压器、电感器、电 磁感应加热等
互感现象的影响：可能导致电 路参数变化，影响电路性能和
稳定性
线圈绕组结构：线圈绕组的形状、大小、位置等 线圈材料：线圈的材质、电阻率、磁导率等 线圈电流：线圈中的电流大小、方向、频率等 线圈间距：线圈之间的距离、角度等 线圈环境：温度、湿度、磁场等外部环境因素
线圈形状：线圈的形状和尺寸对自感系数有重要影响 线圈材料：线圈的材料和导电性能对自感系数有影响 线圈匝数：线圈的匝数越多，自感系数越大 线圈放置方式：线圈放置方式对自感系数有影响，如垂直放置、水平放置等 线圈周围环境：线圈周围环境的磁场、温度等对自感系数有影响
自感系数与线圈的匝数、形 状、尺寸、材料等因素有关
互感系数是描述两个线圈之间电磁感应关系的物理量
互感系数的大小与线圈的几何形状、尺寸、材料和位置有关
互感系数的正负号表示两个线圈之间的磁通方向是否相同
互感系数的物理意义在于描述两个线圈之间的电磁感应关系，对于电磁感应现象的研究和应 用具有重要意义。
自感和互感的应用
电流测量：通过自感 现象测量电流大小
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自感和互感
汇报人：
目录
自感
Байду номын сангаас
互感
自感和互感的应用
自感和互感的区别 与联系
自感
自感是指线圈自身电流变化引起的电磁感应现象
自感现象产生的原因是线圈中的电流变化导致磁场变化，从而产生感应电动势
自感现象在电路中表现为线圈两端的电压变化 自感现象在电磁学中具有重要的应用价值，如电感器、变压器等设备
互感和自感课件
电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电 流大小，自感电动势可能大于原电源电动势．
如图 4－6－3 所示的电路中，三个相同的灯泡 a、b、c
和电感 L1、L2 与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键 S 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )
A．a 先变亮，然后逐渐变暗
B．b 先变亮，然后逐渐变暗
【答案】 AD
综合解题方略——有线圈电路的分析方法
如图 4－6－5 甲、乙电路中，电阻 R 和电感线 圈 L 的电阻都很小．接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光， 则( )
甲
乙
图 4－6－5
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 【规范解答】 甲图中，电灯 A 与电感线圈 L 在同一个 支路中，流过的电流相同，断开开关 S 时，线圈 L 中的自感 电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯 A 的电流不变，以后电流渐渐变小．
自感系数和磁场的能量
1.基本知识 (1)自感系数 ①自感电动势的大小 E＝ LΔΔIt ，其中 L 是自感系数，简称自感或电感． 单位：亨利，符号： H . ②决定线圈自感系数大小的因素 线圈的 大小 、 形状 、圈数 ，以及是否有铁芯等．
(2)磁场的能量 ①线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量 输送给 线圈 ，储存在 磁场 中． ②线圈中电流减小时， 线圈 中的能量释放出来转化为 电能．
B．I1 开始很小而后逐渐变大
C．I2 开始很小而后逐渐变大 D．I2 开始较大而后逐渐变小
图 4－6－1
大学物理课件：19-3自感与互感
i
1
2
(b) 反接
例 22-10 图 两线圈串联时的总自感
1
2
(L1
L2
2M )
di dt
第19章 电磁感应
13
大学
19-3 自感与互感
物理
两线圈总的感生电动势为
1
2
(L1
L2
2M )
di dt
L di L1 L2 2M dt
(2) 反接
L1
M
L2
L1
M
L2
线圈1中的感生电动势为
1
L1
di dt
x
Φ db I ldx Il ln(b d )
d 2π x
2π d
M Φ l ln(b d )
I 2π d
第19章 电磁感应
大学
19-3 自感与互感
物理
若导线如左图放置, 根据对称
I
l 性可知 Φ 0
得
M 0
b2 b2
问：下列几种情况互感是否变化？
O
1）线框平行直导线移动；
2）线框垂直于直导线移动；
12 N112 M12I2
I2
互感系数
M12
M 21
M
21
I1
12
I2
定义1：两线圈的互感系数为其中一个线圈中电流为1个单 位时，通过另一个线圈的全磁通。
第19章 电磁感应
大学
19-3 自感与互感
物理 注意
互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置
以及周围的磁介质有关（无铁磁质时为常量）.
负号表示：自感应的作用是反抗原来回路电流的变化。
L L
dI dt
自感系数L在量值上又等于每单位电流变化 率在自身回路中产生的感应电动势。
互感和自感 课件
2．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻 碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其 阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的.
反思总结
(1)自感电动势阻碍线圈自身电流的变化，但不能阻止，即仍然 符合“增反减同”，并且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会 对其他电路元件的电流产生影响．
互感和自感
一、互感现象 1．互感：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时， 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，这种现 象叫互感． 2．实质：互感现象是一种常见的电磁感应现象． 3．互感的应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到 另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线． 4．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间， 电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作．
(4)类型：通电自感和断电自感.
电路
现象
自感电动势的作用
通电 自感
接通电源的瞬间，灯 泡 A1 较慢地亮起来
阻碍电流的增加
断电 自感
(RA>RL)
断开开关的瞬间，灯 泡 B 逐渐变暗．灯泡 A 闪亮一下，然后逐
渐变暗
阻碍电流的减小
2.自感系数
(1)自感电动势的大小：E＝LΔΔIt，式中 L 是比例系数，叫做自感 系数，简称自感或电感．
答案：AC
方法技巧
通、断电自感现象的判断技巧 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方 向相反，使电流相对缓慢地增加． (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈 串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小． (3)电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不 计线圈的电阻时就相当于一根导线． (4)在分析自感现象时要抓住两点：一是线圈在电路中的位置、 结构；二是电路中电流的变化，如电流方向变化、电流大小突然变 化的情况等．
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• 3、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？
• 4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能 比原来的电流更大？为了使实验效果更明显，对 线圈应该有什么要求？
断电自感：
I1
I2
A
Bφ I
L S
开关断开瞬间
二、自感现象
由于线圈本身的电流发生变化而产生 感应电动势的现象，叫做自感现象。
§4.6互感和自感
手机内部接收端
无线充电器内部
演示实验1：点亮小灯泡
A
B
交流电
演示实验2：扬声器放歌
一、互感现象
当一个线圈中电流变化时，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。
产生的感应电动势，称为互感电动势。
A
应用：
变压器
收音机里的“磁性天线”利用互
感现象，把广播电台的信号从一个 线圈传递到另一个线圈
系数一定较大； C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
圈中产生的自感电动势也越大； D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计， 两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今 合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，
这电动势（ D ）
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到2 I0
L
I0
S
提示：线圈中的电流不能突变
R
R
3、 如图示电路，合上S时，发现电流表A1向左 偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的 偏转情况是：（ B ）
L的大小跟线圈的大小、形状、圈数， 以及是否有铁芯有关，L是反映线圈自身特 征的物理量。
单位：亨利，简称亨（H）
1H=103mH=106μH
电阻：R 电容：C 电感：L
断电自感：
I1
I2
A
L S
开关断开瞬间
I1
L
I2
S
四、自感现象的应用和防止
防止
含有电感的电路在断开时会 产生电火花
小结
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。互感现象产生的 感应电动势，称为互感电动势。
知识巩固
下列关于互感现象的说法正确的是（ ABC ） A、一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线 圈中产生感应电动势的现象称为互感现象 B、互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵 循楞次定律和法拉第电磁感应定律 C、利用互感现象能够将能量由一个线圈传递 到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天 线” D、互感现象在电力工程以及电子电路中不会 影响电路的正常工作
S R1
R2
A1
A2
L
5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻 不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在 开关合上和断开时 （ B ） A、两灯同时亮，同时灭 B、合上S，B比A先达到正常发光状态 C、断开S，AB两灯都不会立即 灭，通过AB两灯的电流方向都 与原电流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮 一下后，再熄灭
开关闭合瞬间
流过红灯、绿灯的电流随时间怎样变 化？为什么这么变化？
A
小组讨论
S
• 1、电源断开时，通过线圈的电流减小，这时会出 现感应电动势。感应电动势的作用使线圈中的电 流减小的更快些还是更慢些？
• 2、产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它 能向外供电。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?
A. A1向左，A2向右 B. A1向右，A2向左
S R1
R2
A1
C. A1 、A2都向右 D. A1 、A2都向左
A2
L
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，指针左偏
断开S的瞬间， L中电流不能突变， A2向左偏， 通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方 向与原来相反，指针右偏。
所以 A1向右，A2向左
产生的电动势叫做自感电动势。
过以上分析，你能总结一下， 自感电动势与原电流方向什么关系吗？
三、自感电动势
1、自感电动势的作用： 阻碍导体中原来的电流变化。
1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍 它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍 它减小
温馨提示： “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。
看图回答以下问题：
1）螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？
2）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？ 3）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？
4）当电流变化时，螺线管中是 否产生电磁感应现象？
5）当电流变化时，螺线管中是 否产生感应电动势？
开关闭合瞬间
通电自感：
红灯
Bφ I
绿灯
2、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。
3、自感电动势
（1）方向：阻碍导体中原来的电流变化。
（2）大小：
E
L
I t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁芯有关
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ） A、感应电流一定和原电流方向相反； B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两
条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，
两电流表的读数I1、I2的大小关系是（ B ）
A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；
B、接通时I2<I1，断开时I1=I2； C、接通时I1>I2，断开时I1<I2； D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
2.自感电动势的大小：
• 自感电动势的大小跟其它感应电动 势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的 变化快慢有关。
• 而在自感现象中，穿过线圈的磁通量 是由电流引起的，故自感电动势的大小 跟导体中电流变化的快慢有关。
E E I
t
t
E L I t
3、自感系数（L）简称自感或电感
• 4、开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能 比原来的电流更大？为了使实验效果更明显，对 线圈应该有什么要求？
断电自感：
I1
I2
A
Bφ I
L S
开关断开瞬间
二、自感现象
由于线圈本身的电流发生变化而产生 感应电动势的现象，叫做自感现象。
§4.6互感和自感
手机内部接收端
无线充电器内部
演示实验1：点亮小灯泡
A
B
交流电
演示实验2：扬声器放歌
一、互感现象
当一个线圈中电流变化时，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。
产生的感应电动势，称为互感电动势。
A
应用：
变压器
收音机里的“磁性天线”利用互
感现象，把广播电台的信号从一个 线圈传递到另一个线圈
系数一定较大； C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
圈中产生的自感电动势也越大； D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计， 两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今 合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，
这电动势（ D ）
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到2 I0
L
I0
S
提示：线圈中的电流不能突变
R
R
3、 如图示电路，合上S时，发现电流表A1向左 偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的 偏转情况是：（ B ）
L的大小跟线圈的大小、形状、圈数， 以及是否有铁芯有关，L是反映线圈自身特 征的物理量。
单位：亨利，简称亨（H）
1H=103mH=106μH
电阻：R 电容：C 电感：L
断电自感：
I1
I2
A
L S
开关断开瞬间
I1
L
I2
S
四、自感现象的应用和防止
防止
含有电感的电路在断开时会 产生电火花
小结
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。互感现象产生的 感应电动势，称为互感电动势。
知识巩固
下列关于互感现象的说法正确的是（ ABC ） A、一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线 圈中产生感应电动势的现象称为互感现象 B、互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵 循楞次定律和法拉第电磁感应定律 C、利用互感现象能够将能量由一个线圈传递 到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天 线” D、互感现象在电力工程以及电子电路中不会 影响电路的正常工作
S R1
R2
A1
A2
L
5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻 不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在 开关合上和断开时 （ B ） A、两灯同时亮，同时灭 B、合上S，B比A先达到正常发光状态 C、断开S，AB两灯都不会立即 灭，通过AB两灯的电流方向都 与原电流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮 一下后，再熄灭
开关闭合瞬间
流过红灯、绿灯的电流随时间怎样变 化？为什么这么变化？
A
小组讨论
S
• 1、电源断开时，通过线圈的电流减小，这时会出 现感应电动势。感应电动势的作用使线圈中的电 流减小的更快些还是更慢些？
• 2、产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它 能向外供电。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?
A. A1向左，A2向右 B. A1向右，A2向左
S R1
R2
A1
C. A1 、A2都向右 D. A1 、A2都向左
A2
L
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，指针左偏
断开S的瞬间， L中电流不能突变， A2向左偏， 通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方 向与原来相反，指针右偏。
所以 A1向右，A2向左
产生的电动势叫做自感电动势。
过以上分析，你能总结一下， 自感电动势与原电流方向什么关系吗？
三、自感电动势
1、自感电动势的作用： 阻碍导体中原来的电流变化。
1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍 它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍 它减小
温馨提示： “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。
看图回答以下问题：
1）螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？
2）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？ 3）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？
4）当电流变化时，螺线管中是 否产生电磁感应现象？
5）当电流变化时，螺线管中是 否产生感应电动势？
开关闭合瞬间
通电自感：
红灯
Bφ I
绿灯
2、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。
3、自感电动势
（1）方向：阻碍导体中原来的电流变化。
（2）大小：
E
L
I t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁芯有关
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ） A、感应电流一定和原电流方向相反； B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两
条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，
两电流表的读数I1、I2的大小关系是（ B ）
A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；
B、接通时I2<I1，断开时I1=I2； C、接通时I1>I2，断开时I1<I2； D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
2.自感电动势的大小：
• 自感电动势的大小跟其它感应电动 势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的 变化快慢有关。
• 而在自感现象中，穿过线圈的磁通量 是由电流引起的，故自感电动势的大小 跟导体中电流变化的快慢有关。
E E I
t
t
E L I t
3、自感系数（L）简称自感或电感