20200521动画演示通电自感和断电自感现象
三、自感现象的分类:通电自感和断电自感
1、通电自感
⑴现象:线圈所在支路电流 缓慢变大,灯泡逐渐变亮。 ⑵原因:通电自感。 ⑶解释:自感电动势方向与 原电流方向相反,阻碍原电 流的增大。
⑷理解:线圈在通电瞬间等效成一个电阻 (先很大、后变小),或说:线圈将延时接 通,即先不通、过一会儿再接通。通电稳定 后的线圈则是一个有电阻的导体。
A
C
C
演示内容 一、何为自感现象? 二、何为自感电动势? 1、概念: 2、方向:增反减同。 3、大小:
三、认识两种自感现象:通电自感与断电自感
本文主要演示了通电自感和断电自感过 程,择重演示了断电自感的两个特殊现象: 电流反向和闪亮现象。
3、大小:E=L△i/△t
对自感系数L的说明: ⑴对于不同的线圈,在电流变快慢相同的情况 下,产生的自感电动势是不同的。电学中用自 感系数来表示线圈的这种特性,自感系数简称 为自感或电感。 ⑵决定L大小的因素:见教材P23倒数第4段。
⑸断电自感中的两个特殊现象:①与线圈并联的另一 条支路的电流将会反向。②断电自感时可能出现“闪 亮”现象。“闪亮”的条件:当线圈支路中的电流较 大时,就会引起另一支路上的电灯在断电瞬间出现 “闪亮”现象.
5A5A5A源自2A5A7A
5A
5A L2先闪亮 再熄灭
5A 5A L2逐渐熄灭
5A
5A
L2先变暗再 逐渐熄灭
2、断电自感
⑴现象:灯泡在短时间内继续发光,延迟熄灭。 ⑵原因:断电自感。 ⑶解释:自感电动势方向与原电流方向相同,阻 碍原电流的减少。 ⑷理解:线圈L和灯泡D组成新的闭合电路;线圈 相当于电源,给该闭合电路继续提供了电流。
2A
通电稳定时的电流流向
6A
断电自感时的电流流向
⑸断电自感中的两个特殊现象:①与线圈并联的另一条 支路的电流将会反向。②断电自感时可能出现“闪亮” 现象。“闪亮”的条件:当线圈支路中的电流较大时, 就会引起另一支路上的电灯在断电瞬间出现“闪亮”现 象.
自感课件
L
a
A
b
L
a
b
再看一遍
返回题目
L
a
b
返回题目
例题1
如图所示,L为一个纯电感线圈(直流电阻为零),A为一个灯泡,下列说 法正确的是:( )
断 电 自 感
闪为 亮什 一么 下灯 才不 熄是 灭立 即 熄 灭 , 而 要 .
再看一遍
现象分析
断 电 自 感
要 闪为 亮什 一么 下灯 才不 熄是 灭立 即 熄 灭 , 而 现象分析
? 通过线圈的电流I 减小 ?穿过圈的磁通量减小 ? 线圈产生感应电动势 ? 阻碍电
S断开
流减小(补偿) 1 感应电流方向如何? 2 原电流方向如何? 3 通过灯的电流怎样变化?
L
1、灯泡亮暗程度如何变化?
2、若灯炮的电阻R=10Ω,灯的 亮暗程度如何变化? 3、灯在什么条件下会闪亮一下?
练习1
i2
A L
如右图所示电路中,S闭合时,此时流 过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为 i2,且i1>i2.在t1时刻将S断开,那么流过 灯泡的电流随时间变化的图象是下图中 的哪一个( D )
1 应用: 在交流电路中、在各种用电设备和无线 电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器,LC 振荡电路等。 2 防治: 在切断自感系数很大、电流很强的电路的 瞬间,产生很高的电动势,形成电弧,在这类电路 中应采用特制的开关“双线绕法” 。
实例
如图所示,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。
2.4 互感和自感(含视频)(教学课件)-高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
就产生感应电动势,
这种现象叫做互感,
产生的感应电动势叫
做互感电动势。
一、互感现
象—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。
手机发射出的无线电波(射频电
磁辐射),能使接受无线电的天
线感生射频电流。当射频电流在
一、互感现
象—危害
金属导体间环流时,遇有锈蚀或
感应电
的现象。产生的电动势叫作互感电动势。
2.应用:互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线
圈,变压器就是利用
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。
在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常
工作。
一、互感现象
把两个没有导线
相连的线圈套在一起,
当一个线圈中电流变
线圈的大小
1. 一条导线弯了几匝的线圈
自感系数
描述线圈产生
自感电动势本
领大小的物理
量
2. 空芯线圈,
3. 在铁芯上绕了几千匝的线圈,
H、mH、H
1H 103 mH 106 H
三、磁场的能
量—自主学习
知识点三
磁场的能量
1.自感现象中的磁场能量:线圈中电流从无到有
时,磁场从无到有,电源的能量输送给
接触不良,就会产生射频火花。
互感现象能发生在两个相互靠的
很近的电路之间,有时会影响电
路工作,因此也要设法减小电路
间互感的影响。
知识点二
自感现象
自感系数
1.自感现象:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化
高中物理自感与电磁感应的图象问题
高中物理自感与电磁感应的图象问题1、自感现象(1)实验电路图1为通电自感实验,图2为断电自感实验。
说明:图1中调节R后使两灯泡亮度相同。
在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流,即。
(2)实验现象在图1中,闭合开关S,灯泡立刻正常发光,而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。
在图1中,断开开关S,灯泡L并非立即熄灭,而是过一会才逐渐熄灭。
(3)实验分析①现象分析:上述两种实验电路中有一个共同点,那就是闭合开关或断开开关时,流过线圈的电流都发生了变化。
概念: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。
说明:自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
在断电自感实验中,S断开前后,流过灯泡L的电流方向相反。
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。
注意:在图1中,通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加,故逐渐亮起来;在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小,当S断开后,灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路,自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同,但流过L的电流方向却和原来相反。
小结:自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用。
2、自感电动势与自感系数(1)自感电动势在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
其作用是阻碍导体本身电流的变化。
表达式:。
即自感电动势与电流的变化率成正比。
其中L为自感系数。
(2)自感电动势的方向自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,当原来电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反;当原来电流在减小时,自感电动势与原来电流方向相同。
(3)自感系数L①自感系数简称自感或电感,不同的线圈,在电流变化相同的条件下,产生的自感电动势不同,电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。
②线圈的长度越长,线圈的面积越大,单位长度上匝数越多,线圈的自感系数越大。
自 感 现 象
A.接通时,LA先达最亮,断开时,LA后暗
B.接通时,LB先达最亮,断开时,LB后暗
正比关系
自感电动势 正比关系 磁通量变化率 电流变化率
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
(1)当开关S由断开变为闭合时,A、B两个灯泡的亮度将如 何变化?
(2)当开关S由闭合变为断开时,A、B两个灯泡的亮度又将 如何变化?
L A
B
S
课堂训练
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
C 正确反映灯A中电流变化的图是( )
2I L IA
S
i I
4.6 互感和自感
一、互感现象
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。互感现象中产生 的感应电动势,称为互感电动势。
2、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.
3、利用互感现象,可以把能量或信号从一个线圈传 递到另一个线圈。因此,互感现象在电工技术和电子 技术中有广泛的应用。
在制造精密电阻时,为了消除使用过程中因电 流变化引起的自感现象,往往采用双线绕法,如图 所示.由于两根平行导线中的电流方向相反,这们 的磁场互相抵消,从面可以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度.
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。
0.2,0,0.40
自感高中物理课件
自感问题的分析方法: 1、抓住电路的初末状态。
(电路稳定时,线圈相当于电阻,“纯电感线圈”则相当于导 线)
2、抓住线圈的“阻碍电流变化”作用。
没有线圈时是瞬间变大或变小,有线圈只能缓慢变大或变小。 但不能阻止变化。
3、若电流由0变大,开始瞬间可把线圈当断路 4、若电流由大变小,可将线圈当电源
6、自感的应用和阻止
A. 在电路a中,断开S后,A将逐渐变暗
B. 在电路a中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗
C. 在电路b中,断开S后,A将逐渐变暗
D. 在电路b中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗
AL
L
(a)
R
(b)
S
RA
S
例6、 如图所示,是测量自感系数L很大的线圈直
流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量
然后渐渐变暗
例1、 如图示电路,合上S时,发现电流表A1向 右偏,则当断开S的瞬间,电流表A1 、 A2指针的
偏转情况是: ( A )
A. A1向左,A2向右
S R1
B. A1向右,A2向左 C. A1 、A2都向右 D. A1 、A2都向左
R2
A1
A2
L
解:合上S后稳定时,R2和L中电流方向向右
(1)、自感防止
i
1、在制作精密电阻时可采用双线绕法,可 消除自感现象。
思考:双线绕法消除自感现象的原因 是自感电动势相互抵消还是根本没有 产生自感电动势?
自感现象
大小:E=LΔI/Δt
自 自感电动势E
感
作用:总是阻碍电流变化
现 象
自感系数L
影响因素:线圈的形状、长短、 匝数、有无铁芯等
单位:亨、毫亨、微亨
自 感 现 象PPT课件
5.自感系数为100mH,通入变化规律如图的电流。从0到 2s时间内自感电动势大小是____V; 在2到4s时间内自感电动势大小是____V; 在4到5s时间内自感电动势大小是____V。
自感现象
复习回顾
1、产生感应电动势的条件 2、如何确定感应电流的方向? 3、如何确定感应电动势的大小?
思考:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连
接,当线圈M中的电流变化时,在线圈M和N中会产生 感应电动势吗?为什么?
分析:线圈M中的电流变化时产生了变化的磁场,穿过线圈 M本身和线圈N的磁通量发生了变化,所以都要产生感应电 动势。在线圈N中产生的感应电动势的现象叫做互感,在线 圈M本身产生的感应电动势的现象叫做自感。
氖泡 电容器
Hale Waihona Puke 2、电路连接二、工作原理
自感现象的应用——日光灯 电流流向
思考:根据日光灯的工作原理说出镇流器和启
动器的作用?
总结:镇流器启动时提供瞬时高压,正常工作 时降压限流;启动器起到一个开关的作用。
课堂训练
A 下列说法正确的是(
)
A.日光灯开始工作时,需要启动器
B.日光灯开始工作时,不需要镇流器
A2亮度相同且正常发光. ③ 然后断开开关S。 ④ 重新闭合S,观察到什么现象?
演示实验1 通电自感现象
A1、A2是规格完全一样的灯泡.闭 合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度 相同,再调节R1,使两灯正常发光,然
后断开开关S.重新闭合S,观察到什么 现象?
现象: 灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐
高二物理:通电自感和断电自感 涡流
3.规律方法
在分析自感现象问题时,应注意电路的结构,弄清楚自感线圈L 与用电器的串、并联关系,明确原电流的方向,再判断自感电流的 方向及大小变化.同时注意,L的自身电阻是不是能忽略不计.在断 开开关时,还要看线圈和用电器能否形成回路.
I I
断通
1.对自感现象“阻碍”作用的理解 (1)流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加, 使其缓慢地增加; (2)流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势阻碍原电流的减小 ,使其缓慢地减小。 2.分析自感现象应注意 (1)通过自感线圈中的电流不能发生突变,即通电过程中,电流逐渐变大 ,断电过程中,电流逐渐变小,此时线圈可等效为“电源”,该“电源 ”与其他电路元件形成回路; (2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”的判断:若断电后通过灯泡的电流比 原来强,则灯泡先闪亮,再慢慢熄灭。
A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个 圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 ,此电流产生的磁场导致磁针转动
转到解析
2.自感中灯泡的“闪亮”与“不闪亮”问题 灯泡是否“闪亮”与流过它的电流的大小及变化有关.
灯泡闪 亮后缓 慢熄灭
灯泡缓慢 熄灭
电路图
通电时 断电时
电流逐渐增大, 灯泡逐渐变亮 电流逐渐减小,灯泡逐 渐变暗,电流方向不变
电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定 电路中稳态电流为I1、I2:①若I2≤I1,灯泡 逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗
解析 题图甲所示电路中,灯A和线圈L串联,电流 相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,阻碍原电流 的减小,通过R、A形成回路,灯A逐渐变暗。题图乙 所示电路中,电阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈 L的电阻,电流则小于线圈L中的电流,断开S时,电源 不给灯供电,而线圈L产生自感电动势阻碍电流的 减小,通过R、A形成回路,灯A中电流比原来大,变 得更亮,然后逐渐变暗。答案 AD
