人教版高二物理选修32第四章：互感和自感
高二物理选修32第四章电磁感应6互感和自感
课堂例题
例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_A__图。
高二物理选修３－２
第四章 电磁感应 6 互感和自感
一、互感现象：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
——互感电动势
利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈.
问题情景： 如图断开闭合开关瞬间，CD 中会有感应电流吗？ 这是互感吗？
C
ו •
A•
•×
•
G
二.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象
——自感电动势
1.自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化
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。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
实验一：通电自感
现象：在闭合开关Ｓ瞬间， 灯A2立刻正常发光，A1却比 A2迟一段时间才正常发光。
×
•
ו
• • ••
ห้องสมุดไป่ตู้• I• • •
ו •
D
•B
S
注意： １．互感现象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从一个电路传到另一个电路。
互感现象在日常生活中的应用
请大家看以下两个实验，观察现象
实验总结：实验表明线圈电流发生变化时，自身产生感应 电动势，这个感应电动势总阻碍原电流的变化。
人教版高二物理选修3-2课件：4.6互感和自感——自感现象
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。
即增 反 减 同
E L I t
自感系数L
与电流的变化率成正比
自感系数由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无关。
它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度的
匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯 时要大得多。
在国际单位制中是亨利，简称亨，符号是H。 常用的单位还有毫亨（mH)和微亨（μH） 1H=103 mH=106 μH
B
A
S
图—1
A
S
图—2
1 产生电磁感应的条件是什么？
2 在图-1接通Ｓ，B线圈会不会产生 感应电动势？为什么?
3 在图-2中接通Ｓ，线圈会不会产生 感应电动势？为什么?
这种由于导体自身的电流变化 所产生的电磁感应现象是一种 特殊的电磁感应现象
由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
？ 穿过线圈的磁通量减小
？
线圈产生感应电动势
？ 阻碍电
1 感应电流方向如何？ 2 原电流方向如何？
流减小（补偿）
I
灯逐渐熄灭
3 通过灯的电流怎样变化？
O
t
在自感现象中产生的电动势叫自感电动势，用E表示。
总是阻碍电流的变化，及延缓电流变化
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动势（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动势（原电流）方 向相同。
人教版高二物理选修3-2课件《4.6-互感和自感》
2.电的“惯性”大小与什么有关？
思考与讨论 阅读教材最后一段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.
现象 S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
课本P23
演示实验2
接通电路，待灯泡A正常
发光。然后断开电路，观察 到什么现象？
现象 S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
课本P23
演示实验2
接通电路，待灯泡A正常
发光。然后断开电路，观察 到什么现象？
现象 S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
课本P23
1.线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？
思考与讨论 阅读教材最后一段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.
思考与讨论 阅读教材最后一段P24，回答问题
自感现象的应用——日光灯 日光灯管的结构
在高压 下导电
湖南省长沙市一中卫星远程学校
自感现象的应用——日光灯 日光灯管的结构 发出紫外线
在高压 下导电
湖南省长沙市一中卫星远程学校
自感现象的应用——日光灯 日光灯管的结构 发出紫外线
荧光粉受到 紫外线照射
在高压 下导电
湖南省长沙市一中卫星远程学校
自感现象的应用——日光灯 日光灯管的结构 发出紫外线
高级中学高中物理人教版选修32课件：第四章+电磁感应第6节+互感和自感(PPT共28张)
自感现象应用——日光灯工作原理 日光灯结构：
镇流器的结构：
启动器的结构：
日光灯的工作原理
镇流器的作用 1、点燃时产生瞬时高压 2、工作时降压限流
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。
与线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大； 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）
自感系数很大有时会产生危害：
电动机等大功率用电 器的开关应该装在金属 壳中。最好使用油浸开 关，即把开关的接触点 浸在绝缘油中，避免断 电感应的高压出现电火 花，甚至击穿空气出现 电弧，导致触电。
电流总是要阻碍原电流的变化。 A1中的感应电流I1从0逐渐增大到 正常值。
R A2
S R1
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
3. 应用：目的是将能量从一个线圈传递到另一线圈。 （1）变压器：利用互感现象的原理制成的。
（2）电子设备的磁性天线：
4.防止：目的是防止电路中原件间的互相影响
互感现象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。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》第六节：互感与自感(共17张)
t A B
t C
t
D
t
课堂训练 有关自感现象,下列叙述中正确的是：（
B）
A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零 B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化 C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也 越大 D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动 势也越大
1、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需 要一个低于220V的工作电压。 E自 E
L
A
E自+E
2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬 时高压，可谁来充当自动开关？ ——启动器
日光灯的工作原理
自感现象的应用——日光灯
电流流向
镇流器的作用
1、点燃时产生瞬时高压
2、工作时降压限流
2I I L A
C
t
I 0
i
to i
A
S
I 0 -I -2I
I 0 -I 2I I 0
i
to
B i
tto Ct Nhomakorabeato D
t
五、自感现象应用—日光灯原理
日光灯结构：
自感现象的应用——日光灯 日光灯管的结构
发出紫外线
两端灯丝给气 体加热并给气 体加上高电压
荧光粉 受到紫 外线照 射
在高压 下导电
发出可见光
一、互感现象
二、自感现象
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。 2. 应用：变压器
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、① 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大
物理人教版第四章 电磁感应《互感和自感》优秀教案
《互感和自感》教学设计一、教材分析本节课使用的是人教社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3—2第四章第六节“互感和自感”。
互感和自感都是电磁感应现象的重要实例，本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节是在学生学习了产生电流的条件，楞次定律和法拉第电磁感应定律后进行教学的，是电磁感应现象的具体运用。
因此对互感、自感现象的研究，即是对电磁感应规律的巩固和深化，也是为以后学习交流电，电磁波奠定了知识基础。
同时，本节知识又与日常生活、生产技术有密切的联系，因此，本节的学习有重要的现实意义。
二、学情分析学生已经学习了分析电路结构，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律，已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念，也没有意识到当线圈通过变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。
学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。
三、教学目标1．知识和技能：（1）知道互感和自感现象。
（2）能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因2．过程与方法：（1）通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理过程，具备观察、分析和推理能力。
（2）通过分析电路结构和实验探究，体会比较研究这一物理学常用的重要方法。
3．情感、态度、价值观（1）认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，体验特殊现象的普遍性。
（2）通过对实验观察和分析，体会科学研究的乐趣。
四、重点难点1．教学重点：让学生掌握互感与自感现象的共性及个性2．教学难点：自感电动势的作用及方向五、教学资源线圈，小音响，自感现象演示仪，干电池，学生电源，导线六、教学过程设计教学活动教师活动学生活动教学任务及设计目的活动一知识回顾1.产生感应电流的条件？2.怎样判断感应电流（感应电动势）的方向？学生回忆或看书，一起回答复习学过的知识，为本节课做准备活动二新奇小实验将音响和线圈连接，播放器和另一线圈连接，两个线圈相互靠近时音响发出声音，离得越近声音越大。
人教版高二物理选修3-2 第四章 第6节《互感和自感互感和自感》课件
②如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。
I原↓，则E自(I自)与I原相同
引导学生思考：
发生自感现象的原因是什么？
自感电动势的特点是什么？
自感电流方向如何判断？
学会透过现象进行分析，进行小结；并掌握规律。
培养学生的综合能力；
培养学生归纳的能力；
【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
【温故知新，导入新课】
教师引导学生：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？
课时11
第6节自感和互感
适用年级
高二
所需课时
1
作者姓名
【三维教学目标】
（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
培养学生提出问题的能力；
培养学生分析能力；
培养学生综合能力。
【综合因素，总结规律】
1、总结原因：自感现象是由于导体本身的电流发生了变化而引起的。
2、总结特点：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
3、总结规律：如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。
I原↑，则E自(I自)与I原相反
培养学生总结规律的能力。
《互感和自感》人教版高二物理选修3-2PPT课件
I
BY YUSHEN
2.互感现象应用及防止：应用：收音机天线、变压器
避免:电路板抗干扰布线
BY YUSHEN
高二年级 选修3-2
某某高中
BY YUSHEN
BY YUSHEN
BY YUSHEN
BY YUSHEN
BY YUSHEN
【问题情景】：如图，断开和闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感现象吗？
利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈。
× × × × ×
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
B∥S
Φ=0
E、I最大
感应电流方向C到D
v // B
v⊥B
BY YUSHEN
BY YUSHEN
a. 磁通量Φ为0b. E最大，磁通量的变化率 最大
2.乙、丁最大值面（线圈垂直中性面）
a. 磁通量Φ最大
b. 磁通量的变化率 为零，E＝0
BY YUSHEN
定义产生变化规律
典型特征：正弦式电流的产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动中性面与垂直中性面的特点比较 数学表达式： 图像：
电流方向发生变化
是一条正弦（或余弦）曲线
交变电流
BY YUSHEN
高二年级 选修3-2
BY YUSHEN
3.交流电的图象（注意观察线圈的位置和图线的变化）
BY YUSHEN
AD
A.大小和方向都不断变化B.方向不变,大小不断变化C.变化的规律i=ImsinωtD.变化的规律i=Imcosωt
【解题关键】：线框开始转动时，线框平面与磁场平行，此时感应电动势最大； 线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时产生交流电。
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人教版高二物理选修32第四章：互感和自感
班级姓名
【自主学习】
一、互感现象
效果：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线衔接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会发生感应电动势呢？
两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所发生的变化的磁场会在另一个线圈中发生感应电动势。
这种现象叫做，这种感应电动势叫做。
应用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈。
变压器就是应用互感现象制成的。
二、自感现象
实验1：演示通电自感现象。
实验电路如图。
开关接通时，可以看到。
问：为什么会出现这种现象呢？
实验2：断电自感现象。
实验电路如下图。
接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到。
【协作探求】
(1)电源断开时，经过线圈L的电流减小，这时会出现感应电
动势．感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还
是更慢些？
(2)发生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供
电．由于开关曾经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径活
动？
(3)开关断开后，经过灯泡的感应电流与原来经过它的电流方向能否分歧？
(4)开关断开后，经过灯泡的感应电流能否有能够比原来的电流更大？为了使实验的效果更清楚，对线圈L应该有什么要求？
【讨论小结】：
上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发作电磁感应的缘由是由于经过导体的电流发作变化而惹起磁通质变化。
这种电磁感应现象称为。
1、自感现象：由于发作变化而发生的电磁感应现象。
2、自感电动势：在现象中发生的感应电动势。
在自感现象中，自感电动势的发生是由于导体自身的电流发作了变化而惹起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。
3、特点：自感电动势总是导体中原来电流的的。
详细而言：
①假设导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大，自感电动势方向原电流方向____________
②假设导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小, 自感电动势原电流方向____________
三、自感系数
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惹起的，故自感电动势的大小跟导体中_______有关。
实际剖析说明： E= 。
L称为线圈的______，简称自感或。
L的大小跟线圈的____、_____、____、_______有关。
单位：亨利(H) 1H= mH= μH
四、磁场的能量：
思索：在实验2中，开关断开后，L相当于电源，为R提供电流，那么这里的能量是从哪里来的？
【典型例题】
题型一、自感系数的考察
1、关于某一线圈的自感系数，以下说法中正确的选项是( )
A．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大
B．线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大
C．假定线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零
D．不论电流如何变化，线圈的自感系数不变
题型二、通电和断电自感效果剖析
2.在图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈(直流电阻不计)，A、B为
两只相反的灯泡，以下说法中正确的选项是( )
A．在S刚闭合时，A灯逐突变亮，B灯立刻变亮
B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯更亮
C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭
D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯闪亮一下渐渐熄灭，B灯立刻熄灭
题型三、自感现象中的图像效果
3．如图甲所示电路中，S是闭合的，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时辰将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图乙中的哪一个( ) 解题思绪：
【学后自测】
4．以下关于自感现象的说法正确的选项是( )
A．自感现象是由于导体自身的电流发作变化而发生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与惹起自感的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通质变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有加铁芯时的要大
5.如下图的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是
完全相反的灯泡．当开关S闭合时，下面说法中正确的选项是( )
A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭
B．B灯比A灯先亮，然后B灯熄灭
C．A灯、B灯一同亮，然后A灯熄灭
D．A灯、B灯一同亮，然后B灯熄灭
6．如下图，A、B、C是相反的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感
线圈．现将S闭合，下面说法正确的选项是( )
A．B、C灯同时亮，A灯后亮
B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐突变暗，最后熄灭
C．A灯不时不亮，只要B灯和C灯亮
D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化
7．如下图，是演示自感现象的实验电路图．以下说法中正确的选项是( )
A在断开开关S后的一段持久时间里，A中仍有电流经过，方向为a→b
B在断开开关S后的一段持久时间里，L中仍有电流经过，方向为a→b
C．在断开开关S后，原存储在线圈内的大局部磁场能将转化为电能
D．在断开开关S后，原存储在线圈内的大局部磁场能将转化为化学能
8．如下图电路中，L是一个带铁芯的线圈，R为纯电阻，两支路的直流电阻相等，A1、A2为双向电流表，在接通和断开开关S的瞬间，两电流表读数I1、I2区分是( )
A．I1<I2，I1>I2 B．I1<I2，I1＝I2
C．I1<I2，I1<I2 D．I1＝I2，I1<I2
9.在图所示的电路中，开关S断开之前与断开之后的瞬间，经过灯A
的电流方向应是( )
A．不时是由a到b B．先是由a到b，后无电流
C．先是由a到b，后是由b到a D．无法判别
10.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它
从1扳向2，如下图，试判别在此进程中，电阻R上的电流方向( )
A．先由P→Q，再由Q→P
B．先由Q→P，再由P→Q
C．一直由Q→P
D．一直由P→Q
11.如图4－6－20所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，
L两端并联一电压表，用来测量自感线圈的直流电压．在测量终了后，
将电路撤除时应( )
A．先断开S2 B．先断开S1
C．先撤除电流表 D．先撤除电阻R
【才干提升】
12.在如下图的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两相反的电流表。
当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都倾向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是( ) A．G1和G2指针都立刻回到零点
B．G1指针立刻回到零点，而G2指针缓慢地回到零点
C．G1指针缓慢地回到零点，而G2指针先立刻倾向左方，然后缓慢地回到零点
D．G2指针缓慢地回到零点，而G1指针先立刻倾向左方，然后缓慢地回到零点
13．在制造精细电阻时，为了肃清运用进程中由于电流变化而惹起的自感现象，
采用双线并绕的方法，如下图4-6-18．其原理是( )．
A．当电路中的电流变化时，两股导线发生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线发生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
【学后反思】。