互感和自感11
互感和自感-PPT课件
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.
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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
互感电压自感电压互感电压
同名端的实验测定： R S 1 i * *
1'
*
2*
2'
+ V –
如图电路，当闭合开关S时，i增加，
di 0, dt
u22' M di 0 dt
电压表正偏。
当两组线圈装在黑盒里，只引出四个端线组，要确定 其同名端，就可以利用上面的结论来加以判断。 当断开S时，如何判定？
五.耦合系数 k： k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度。
同名端：当两个电流分别从两个线圈的对应端子流入 ，其所
产生的磁场相互加强时，则这两个对应端子称为同名端。 用相同标记点表示 “ * ”或“ 。”
11
N1 N2 i1 * + u11 –2 * 3 u 4 21 1
由同名端确定互感电压方向：
11
N1 i1 * + u11 – 2 1
N2
3 u21 4
di1 di M 2 dt dt di1 di 2 u2 u21 u22 M L2 dt dt u1 u11 u12 L1
相量形式的方程为
U 1 jω L1 I 1 jω M 12 I 2 U 2 jω M 21 I 1 jω L2 I 2
d21 di1 u21 M 21 dt dt 21 在正弦情况下，相量形式为： U
11 jLI 1 U 21 jMI 1 U
di1 u11 L1 dt
1 I
同理
12
N1 + u12 –
22
i2
+ N2 u22 –
i2变化 Φ22变化 Φ12变化 u12 互感电压
*
当一方电流从同名端流入，他方电压从同名端指向非同名端。
《互感和自感》问题综合解决评价单
《互感和自感》问题综合解决-评价单：[学习目标]1.了解互感现象及互感现象的应用．(重点)2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响．(难点)3.了解自感系数的意义和决定因素．(重点)4.知道磁场具有能量．(难点)【预习评价】A 1. 电磁感应现象发生的条件是什么？2. 当闭合开关时电流表中有没有电流？电能是从哪里来的？一、互感现象1．互感现象(1)定义两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流______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．产生的电动势叫做___________．(2)应用互感现象可以把______由一个线圈传递到另一个线圈， ________、收音机的“__________”就是利用互感现象制成的．(3)危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，在电力工程中和电子电路中，有时会影响电路正常工作．2．自感现象(1)定义当一个线圈中的电流______时，它所产生的______的磁场在它本身激发出感应电动势的现象．产生的电动势叫作___________．(2)通电自感和断电自感自感电动势的作用是什么？方向如何判断？1．自感系数(1)自感电动势的大小E＝_______，其中L是自感系数，简称自感或电感．单位：_____，符号：__．(2)决定线圈自感系数大小的因素线圈的_____、_____、_____，以及是否有_____等．在演示断电自感时，开关断开后小灯泡并不立即熄灭，这一现象是否违背了能量守恒定律？小灯泡消耗的电能是从何处获得的？学生分组探究一对互感现象和自感现象的理解第1步探究——分层设问，破解疑难1．互感现象中能量是怎样转化的？【提示】互感现象中能量是依靠原线圈电流产生的磁场能，磁场能通过铁芯传递到另一线圈，又转化为电能．2．电感线圈在电路中的作用是什么？【提示】阻碍电流的变化．3．自感电动势怎样产生？如何确定其方向？第2步结论——自我总结，素能培养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．(3)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．第3步例证——典例印证，思维深化(多选)(2014·湖南浏阳高二检测)如图462所示的电路中，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．LA、LB是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是( )A．开关S由断开变为闭合，LA、LB同时发光，之后亮度不变B．开关S由断开变为闭合，LA立即发光，之后又逐渐熄灭C．开关S由闭合变为断开的瞬间，LA、LB同时熄灭D．开关S由闭合变为断开的瞬间，LA再次发光，之后又逐渐熄灭【思路点拨】(1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有阻碍作用．(2)电流稳定时，电感线圈相当于一段导线的作用．（一）互感现象问题1: 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，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？问题2: 什么现象叫做互感？由互感现象产生的电动势叫做什么电动势？问题3: 1．互感现象中能量是怎样转化的？电感线圈在电路中的作用是什么？问题4:(二)、自感现象问题5: 自感现象是如何定义的？问题6: 请结合右图分析通电自感？问题7：请结合右图分析断电自感？问题8：自感电动势大小的决定因素有哪些？请写出自感电动势大小的计算公式。
自感和互感
µIl d r d Φ = Bl d r = 2π r R µIl d r µIl R2 Φ = ∫ dΦ = ∫ = ln R 2 2π R π r 1 Φ µ R2 ∵Φ = LI ∴L = = ln Il 2π R 1
2 1
2. 互感应
由一个回路中电流变化而在另一个回路中产生 感应电动势的现象，叫做互感现象 互感现象， 感应电动势的现象，叫做互感现象，这种感应电动 势叫做互感电动势 互感电动势。 势叫做互感电动势。
同理 因为 又有 可得
Φ21 = MI1 , Φ12 = MI2 Φ11 = L I1 , Φ22 = L2I2 1
M = K1K2 ⋅ L L2 = K L L2 1 1 (0 < K ≤1)
回路１和回路２之间的耦合因数。 回路１和回路２之间的耦合因数。
K = K1K2
1H =103 mH =106 µH
电磁阻尼
例13-7 由两个“无限长”的同轴圆筒状 由两个“无限长” µ 导体所组成的电缆， 导体所组成的电缆，其间充满磁导率为 的 磁介质， 磁介质，电缆中沿内圆筒和外圆筒流过的电 I 大小相等而方向相反。 流 大小相等而方向相反。设内外圆筒的半 R 求电缆单位长度的自感。 径分别为 R2和 ，求电缆单位长度的自感。 1
Φ21 = M21I1
Φ12 = M12I2
M12 = M21 = M 互感系数，简称互感 互感. 互感系数，简称互感.它和两个回路 的大小、形状、匝数以及周围磁介质的性质决定. 的大小、形状、匝数以及周围磁介质的性质决定.
d I2 d Φ12 ε12 = − = −M dt dt
d Φ21 d I1 ε21 = − = −M dt dt
应用安培环路定理， 解： 应用安培环路定理，可知在内圆筒之内以 及外圆筒之外的空间中磁感应强度都为零。 及外圆筒之外的空间中磁感应强度都为零。在内外两 圆筒之间， 圆筒之间，离开轴线距离为 处的磁感应强度为
大学物理 6.3自感和互感
k =0 两线圈间无相互影响：
M 0
小结：
自感电动势： 线圈电流变化
穿过自身磁通变化
在线圈中产生感应电动势 L ——自感系数
互感电动势： 线圈 1 的电流变化
引起线圈 2 的磁通变化
线圈 2 中产生感应电动势
——互感系数
1H 1wb A
1
例1 两个“无限长”同轴圆筒状导体组成同轴电缆,设内外半径 分别为 R1 和R2，电流由内筒流走，外筒流回。
求 电缆单位长度上的自感
I
R1
解 由安培环路定理可知
R1 r R2
r R1 , r R2
0 I B 2r B0
I
R2
dS
d BdS
I1
L1L2
一般 M 2 L1 L2
说明：
(1) 可以证明： M 21 M12 M
(2) 两个线圈的互感与各自的自感有一定的关系
M k L1L2
k 为两线圈的耦合系数
(0 k 1)
改变两线圈的相对位置,可改变两线圈之间的耦合程度。
k =1 两线圈为完全耦合： M
L1L2
R2
0 I
2 πr
ldr
r
l
R1
L
R2 ldr ln 2πr 2π R1 0 R2
Il 2π ln R1
0 I
0 Il
r
二、互感现象
1.互感现象
互感系数
互感电动势
I
B1
线圈 1 中的电流变化
引起线圈 2 的磁通变化 线圈 2 中产生感应电动势
2.互感系数 穿过线圈 2 的磁通量正比于 线圈1 中电流 I1
当线圈中电流变化时
M21 = M12 = M
就叫做这两个线圈的互感系数，简称为互感。 M 就叫做这两个线圈的互感系数，简称为互感。
M=
φ21
I1
=
φ12
I2
它的单位：亨利（ ） 它的单位：亨利（H）
要求: Φ+与对应的I+符合右手螺旋关系
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互感系数与两线圈的大小、形状、 互感系数与两线圈的大小、形状、磁介质和相对 位置有关。 位置有关。
φ 21 = N 2ϕ m 21 = ln2 B1S
µ
= ln2 µn1 I1S
中产生的互感系数： 线圈 1 在线圈 2 中产生的互感系数：
S n1 n2
M 21 =
φ 21
I1
= µn1n2lS
设线圈 2 中的电流为 I2， 线圈 2 在线圈 1 中产生的磁链： 中产生的磁链：
φ12 = N1ϕ m12 = ln B S = ln µn I S 1 2 1 2 2
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根据毕奥—萨尔定 根据毕奥 萨尔定 律 写成等式： 写成等式：φ21 = M21i1,
r r r µ0 Idl × r dB = 4π r 3 ，
φ 21 ∝ I1 , φ12 ∝ I 2
φ12 = M12i2
M21 、M12是比例系数，M21称为线圈 1 对线圈 2 的互感 是比例系数， 系数， M12 称为线圈 2 对线圈 1 的互感系数， 系数 的互感系数， 从能量观点可以证明两个给定的线圈有： 从能量观点可以证明两个给定的线圈有：
2.自感系数 L 自感系数 自感磁通--由回路电流产生穿过电流自身回路的磁通 由回路电流产生穿过电流自身回路的磁通。 自感磁通 由回路电流产生穿过电流自身回路的磁通。 表示。 用 ϕL表示。 自感磁链--由回路电流产生穿过电流自身回路各匝线 自感磁链 由回路电流产生穿过电流自身回路各匝线 圈磁通的和。 表示。 圈磁通的和。用 ΦL表示。
11-6互感和自感(最新整理)
课题 4.6互感和自感一、教学目标：（一）知识与技能1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
（二）过程与方法：通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点教具准备：多媒体课件，自感实验器材二、教学过程：复习提问：这一章我们主要讲了三个知识点：产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量变化电磁感应定律：感应电动势的，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比楞棱次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
关键是对阻碍的理解：当磁通量增加时，感应电流的磁场要阻碍其增加，方向与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场要阻碍其减少，方向与原磁场方向相同。
课堂导入：电源一个、线圈2个、开关一个、滑动变阻器1个，灯泡1个，导线若干老师提出问题：根据这些器材，有什么样的方法可以让灯泡不与电源连接也能发光呢？找学生设计、连接电路，观察实验现象。
实验成功后，老师提问实验的学生：为什么要这样设计呢，能用学过的知识解释一下吗？学生回答：当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
引出互感和互感电动势：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。
变压器、收音机就是利用互感制成的，在电力工程和电子电路中，自感有时会影响电路的正常工作，这时要减小电路见的自感。
教师：通过互感，我们知道一个电路电流变化会使另一个电路产生感应电动势，当电流发生变化时，会不会在电路自身产生感应电动势呢？下面我们通过实验来探究一下。
《互感与自感》教学反思
《互感与自感》教学反思范文〔精选3篇〕《互感与自感》教学反思1互感和自感现象都是电磁感应现象的特例。
学习“互感现象〞和“自感现象〞的重要性在于它具有实际的应用价值。
主要内容有自感现象、互感现象和磁场的能量三局部，教学重点是自感系数和自感电动势有关自感规律的认识。
通过本节课的学习，启发引导学生利用前面学过的电路知识及电磁感应知识，分析通电自感和断电自感的电路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。
引导学生从事物的共性中开掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。
会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。
通过分析实验电路和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。
《互感与自感》教学反思2互感和自感是对电磁感应的一种总结，起到了承前启后的作用。
在这节教学的过程中，我引导学生从事物的共性中开掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。
会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。
我把这堂课设计为“探究性〞教学，为了增加学生的感性认识并增强他们对物理学习的兴趣，我利用了演示实验。
教学设计思路分为以下几步：“提出问题→猜测→实验验证→论证探究→得出结论→课堂讲练→稳固练习〞。
这节课中我还存在一些缺乏之处：本节课为实验探究课，如果能让学生分组探索实验，将更能激发学习兴趣，更有利于学生思维的拓展和延伸，也有利于学生个性的开展。
总之在以后的教学中我会尽量在课堂上让学生多展示自己，并鼓励学生多思考，多动手，尽量多的给学生设计和动手的时机。
《互感与自感》教学反思3本节课的课题是《互感与自感》，按照教材的要求，互感只要求了解，自感是本节课的重点、难点。
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互感和自感
1、下列关于自感现象的说法中，正确的是：（）
A、自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B、线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C、线圈中的自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D、加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是：（）
A、线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B、线圈中的电流等于零时，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因素及有无铁芯决定
3.如图4-6-2示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（）
A.合上开关K接通电路时A2先亮，A1后亮最后一样亮
B.合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮
C.断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭
D.断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
4.图4-6-3为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的，现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从端到端，这个实验是用来演示现象。
5.一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈（）
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量也将均匀增大
D．自感系数，自感电动势都不变
6、如图4-6-4所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“-”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“+”接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际（）
A．G1指针向左摆，G2指针向右摆
B．G1指针向右摆，G2指针向左摆
C．G1、G2的指针都向左摆
D．G1、G2
的指针都向右摆7、如图4-6-7所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。
在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是：（）
A、接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B、接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C、接通时D1先达最亮，断开时D1先灭
D、接通时D2先达最亮，断开时D2先灭
8、如图4-6-8所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是：（）
A、小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B、小灯立即亮，小灯立即熄灭
C、小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D、小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
9.在如图4-6-9电路中，线圈L的自感系数值很大，其电阻可忽略，A、B是完全相同的灯泡，则
当开关S闭合时：（）
A、A比B先亮，然后A熄灭
B、B比A先亮，然后B逐渐变暗
C、A、B一起亮，然后A熄灭
D、A、B一起亮，然后B熄灭
10.如图4-6-10所示，线圈L的电阻不计，则：（）
A、S刚闭合时，灯立即正常发光
B、当灯正常发光时，电容器不带电
C、S断开瞬间，灯熄灭，电容器不带电
D、S断开瞬间，灯熄灭，电容器的A
板带负电。