高中物理-互感和自感

L
A
C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
课堂训练
2、演示自感的实验电路图如右图所示，
L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡， R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关
由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 A2 先亮A，1最后达到同样亮。
L A1 R A2
S R1
3、上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很 大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同 的灯泡。则当开关S闭合瞬间，A2 比 A1 先亮，
4、自感现象的防止
自感系数很大有时会产生危害：
小明去断开正 在工作的大功 率电动机的 开 关时，被突然 产生的电火花 击中了，想一 想，为什么？
由于两根平行导线中 的电流方向相反，它们 的磁场可以互相抵消， 从而可以使自感现象的 影响减弱到可以忽略的 程度。
四、磁场的能量
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 比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
一、互感现象
1、定义：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 感现象中产生的感应电动势，称为互感电动 势。
2、本质：一种电磁感应现象
Байду номын сангаас
3、应用：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。变压器就是利用互感现象制成的。
导体电流增加时，阻碍电流增加，此 时自感电动势方向与原电流方向相反； 导体电流减小时，阻碍电流减小，此时 自感电动势方向与原电流方向相同。
增反减同
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
第四章《电磁感应》
§4.6《互感和自感》
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？感应电流的产生条件？
法拉 第用 过的 线圈
问题：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？
E I t
E L • I t
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
E L I t
2、自感系数 L－简称自感或电感 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 （1）决定线圈自感系数的因素：
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。
现象分析:
二、自感现象
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.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流
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。
3.自感电动势的方向
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？
原因： 在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮
一下，然后熄灭。 当自感系数很大时，在开关断开的瞬间，自 感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电 动势会补充A灯或A2灯中的电流，从而使A灯或A2 灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。
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 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
阅读教材P24，回答问题：
1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样 理解？
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 线圈中的电流不能立即增大到最大值或 不能立即减小为零
2、电的“惯性”大小与什么有关？ 电的“惯性”大小决定于线圈的自感系 数.
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。
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、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
最后 A1 比 A2 亮 。
反馈训练
1、实验一中，当电键闭合后，
通过灯泡A1的电流随时间变化 的图像为 C 图；通过灯泡 A2的电流随时间变化的图像为 图。 A
I
I
I
L A1 R A2
S R1
I
t
A
t
B
t
C
t
D
演示2
断电 瞬间
现象： S断开时，A 灯突然闪亮一
下才熄灭。 思考与讨论：P23
现象:
S断开，A
灯突然闪 一下才熄 灭。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变
化。 （2）自感电动势大小：
E L I t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关
5、磁场具有能量
课堂训练
1、如图所示，L为自感系数较大的线
圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当 断开电键的瞬间会有 (A)
A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭
街头的变压器是中型的互感器
变电站的大型变压器是大型的互感器
延时继电器
试说 明这 种继 电器 的工 作原 理。
4、互感现象的防止：互感现象不仅发生于绕在同一铁芯 上的两个线圈之间,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 路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。
问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不 会产生感应电动势？
L
K
演示1
通电 瞬间
现象：灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联
的灯泡A1逐渐亮起来.
分析：
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线
圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电
动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍
L中电流增加，即推迟了电流达到正常值
的时间。