高中物理选修互感和自感

a.导体中原电流增大时，自感电动势阻碍 它增大。
b.导体中原电流减小时，自感电动势阻碍 它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
自感电动势的方向：楞次定律（增反减同）
a
19
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.
3.自感电动势的作用：阻碍导体中原来的
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。
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。
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。 如日光灯的镇流器等。
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， 向与原来相反，指针右偏。
A1中电流方
所以 A1向右，A2向左 a
34
4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两
2 防止：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。
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。
自感防止
a
30
课堂训练
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
才熄灭。 思考与讨论：P23
• 提示：断电前后情况比较
i
IL• 分析：
• 断电前通过A灯的电流是由电源提供的， 根据电路中并联规律可知，线圈L的电阻由于 很小，故电路中的电流大部分流过线圈L，有 IL＞IA，断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍 自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流 过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再 熄灭的现象出现．
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
a
36
问题与 练习
P25(1)(2)(3)
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（
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。
R2
B）
S R1
A1
A2
L
a
35
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 ）
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。
a
32
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
a
8
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。
断电自感现象
a
11
演示2
断电 瞬间
现象： S断开时，A 灯突然闪亮一下
§4-6 互感和自感
a
1
法拉第和他的实验线圈
a
2
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？
一、互感现象
1.当一个线圈中电流变化时，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。
E L I t
三、自感系数
a
23
三.自感系数 L----简称自感或电感
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。
2、自感系数的单位： 亨利，简称亨，符号是 H。
常用单位： 毫亨mH 微亨μH
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.
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。
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偏偏、，转如则情图当况示断是电开：路（S的，瞬合B 间上），S时电，流发表现A1电、流A表2指A针1向的左
A. A1向左，A2向右 B. A1向右，A2向左
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。
自感电动势的方向
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
4.自感电动势的大小： 与电流的变化率成正比.
a
14
结论2：
当导体中原来的电流减小时，自 感电动势阻碍其减小．
a
15
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
A
a
b
R EK
图3
a
16
注意：
1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下 当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭 当IL<IA或 IL=IA时,不会闪,逐渐熄灭 2．断电实验中，线圈的电流方向不变，而灯 电流方向与原来方向相反
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 A2 比 A1 先亮，最后达 到同样亮。
L A1 R A2
S R1
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
系数一定较大； C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
3与 IL.原≤AI的来A；电的如阻IL果和RRAI的AL<哪大R一A小，个来则大决I，L定>要I。A由。如L果的R直L≥流R电A，阻则RL
a
17
讨论:
1) 为了使灯泡闪亮效果更明显对 线圈L应该有什么样的要求?
2) 为了使灯泡持续更长时间对线 圈L应该有什么样的要求?
b
a
18
2)自感电动势的作用：（延缓电流变化） 阻碍导体中原来电流的变化。
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。
如：变压器
收音机里的磁性天线.
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
通电自感现象