互感和自感
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.
3
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
高中物理选择性必修二 第二章 第四节 互感和自感
(4)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大.
(√) (5)没有发生自感现象时，即使有磁场也不会储存能量.( × )
2.如图1所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电 阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯_缓__慢__变亮， B灯_立__即__变亮.当S断开时，A灯_缓__慢__熄灭，B灯_缓__慢__熄灭.(均选填“立 即”或“缓慢”)
例1 (多选)手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图3所示，电磁感应
式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量
装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入
正弦式交变电流后，就会在邻近的受
电线圈中感应出电流，最终实现为手
机电池充电.在充电过程中
√A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两
个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所
示.利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电.下列说法正确的是
A.只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
√B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应
电动势
1234
2.(自感系数)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，自感电动势就一定越大 B.线圈中电流等于零时，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
解析 线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无 电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、C错误，D正确； 自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故选 项A错误.
大学物理,电磁感应12.4自感和互感
9
12.3 自感和互感
自感应用：
第12章 电磁感应
日光灯镇流器；高频扼流圈；自感线圈与电 容器组合构成振荡电路或滤波电路。 通电后，启辉器辉光放电，金属片受热形变 互相接触，形成闭合回路，电流流过，日光灯灯 丝加热释放电子。 同时，启辉器接通辉光熄灭， 金属片冷却断开，电路切断，镇流器线圈中产生 比电源电压高得多的自感电动势，使灯管内气体 电离发光。 自感危害：电路断开时，产生自感电弧。
dI 1 dI 1 dΨ21 M 21 M ε 21 dt dt dt
当线圈 2 中的电流变化时，在线圈 1 中产生的 互感电动势为：
dΨ12 dI 2 dI 2 ε12 M 12 M dt dt dt
20
12.3 自感和互感
第12章 电磁感应
ε12
dI 2 = -M dt
4
12.3 自感和互感
2、自感系数 L
根据毕奥—萨尔定律： μ0 Idl r dB 4π r 3
第12章 电磁感应
I
B
线圈中的电流在空间任意一点激发的磁感应 强度的大小与线圈中的电流强度成正比，即： 穿过线圈自身总的磁通量与电流 I 成正比，
写成：
Φ LI
L 为自感系数。
解：设长直导线中电流 I ，
矩形线圈平面上的磁链数为： dr I
N B dS
M I
0 I N ldr a 2r 0 NIl a b ln 2 a 0 Nl a b ln 2 a
s ab
r
l
a
b
24
12.3 自感和互感
思考？ 若已知矩形线圈中有电流：
《互感和自感》教学设计
《互感和自感》教学设计教学目标：1. 了解互感和自感的概念和特点；2. 学习互感和自感的实际应用。
教学内容：1. 互感和自感的定义及特点；2. 互感和自感的公式和计算方法；3. 互感和自感的实际应用。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入问题：你知道什么是互感和自感吗？它们有什么作用？2. 学生回答问题。
二、讲解互感和自感的概念和特点（15分钟）1. 讲解互感和自感的定义：互感指两个或多个线圈共用一个铁芯时，其中一个线圈中的电流改变时，将在其他线圈中感应出电动势；自感指线圈自身电流变化时感应出自身电动势。
2. 引导学生理解互感和自感的特点：互感是由于磁场的传递而产生的；自感是由于电流本身的变化而产生的。
三、讲解互感和自感的公式和计算方法（20分钟）1. 讲解互感的公式和计算方法：- 互感系数：M = k * √(L1 * L2)；- 互感的计算：M = |M1 - M2|。
2. 讲解自感的公式和计算方法：- 自感系数：L = k * n² * A / l；- 自感的计算：L = μ₀ * N² * A / l。
3. 进行计算实例的演示和解析。
四、讲解互感和自感的实际应用（15分钟）1. 互感的实际应用：- 变压器的原理和工作方式；- 电动机和发电机原理。
2. 自感的实际应用：- 电磁铁的原理和应用；- 打火线圈的原理和应用。
五、总结与展望（5分钟）1. 总结互感和自感的概念和特点；2. 展望互感和自感在未来的应用领域。
六、课堂讨论（10分钟）1. 引导学生讨论互感和自感的应用还有哪些？2. 学生进行思考和讨论。
教学资源：1. 教学课件；2. 互感和自感的实物、电路图等相关材料。
教学评估：1. 指导学生完成互感和自感的计算题；2. 班级讨论互感和自感的应用领域，并进行展示。
3. 提问学生互感和自感的定义、特点和计算公式。
教学拓展：1. 学生可通过参观实验室或科技馆，了解实际应用中的互感和自感设备；2. 学生可自行查阅相关资料，深入了解互感和自感的应用领域。
4.6互感和自感
§4.6 互感和自感学习目标1. 知道互感现象及互感现象的应用。
2. 知道自感现象和自感电动势对电路中电流的影响。
3. 知道自感系数的意义和决定因素。
4. 知道磁场具有能量。
预习新知 一、互感现象两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流 时，它所产生的 的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
应用： ，危害： 。
二、自感现象一个线圈中的 变化时，它所产生的变化的 在它本身激发出感应电动势的现象。
电路接通电源的瞬间，泡断开开关的瞬间，泡(1)自感电动势的大小E ＝L ΔIΔt ，其中L 是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号H 。
(2)自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
四、磁场的能量(1)自感现象中的磁场能量①线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中；②线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。
(2)电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。
考点训练考点一、对互感现象的理解及应用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。
[典例1] [多选]如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，当PQ 在外力作用下运动时，MN 在磁场力作用下向右运动，则PQ 所做的运动可能是( )A ．向右匀加速运动B ．向左匀加速运动C ．向右匀减速运动D ．向左匀减速运动训练1．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，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R 上的电流方向是( )A ．先由P →Q ，再由Q →PB ．先由Q →P ，再由P →QC ．始终由Q →PD ．始终由P →Q考点二 对自感现象的理解及应用 1．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。
《互感和自感》课件
互感和自感的相互作用
互感和自感的相互作用
当电流通过一个线圈时，会产生磁场，这个磁 场会影响到周围的线圈。当电流在这些线圈之 间变化时，就会引起它们之间的互感。
利用互感和自感构建电路
互感和自感的相互作用可以用来构建各种电路， 如共振电路、变压器、电感器等。
互感和自感的功率损耗
铜损
线圈中的电流会随着时间变化而导致磁场的变化， 这会在线圈中产生感应电动势，从而产生铜损。
互感和自感的衍生概念及应用
1
互感感应
利用互感关系来产生感应电动势。
高频晶振
2
利用线圈的自感和电容的容抗来构成高
精度的谐振电路。
3
超导体材料
超导体的电学特性很大程度上是由于其 自感的降低和互感的增加。
互感和自感的常见误区
1 互感和感应电动势等同
互感和感应电动势虽然有关联，但并不等同。
2 互感和自感不会相互影响
2 磁场的方向
磁场的方向与电流的方向和线圈的结构有关。
互感和自感的影响因素
1
线圈之间的距离
线圈之间的距离越近，互感系数就越大，自感系数就越小。
2
线圈的结构
线圈的结构和线圈的匝数、长度、直径等因素有关。
3
介质和材料
线圈周围的介质和材料对磁场的分布和影响有很大的影响。
互感和自感的实际应用示例
电力传输
互感和自感之间存在相互作用，互相影响。
互感和自感的未来发展方向
应用拓展
互感和自感技术还有很大的应用空间，尤其是 在新兴领域。
效率提升
提高互感和自感技术的效率，实现能源的更好 转换和利用，对于未来发展至关重要。
互感和自感PPT课件
本课件将为您介绍互感和自感的定义、区别、应用、公式、电路图示、相互 作用、功率损耗、频率响应、实际电路模型、磁场特性、影响因素、实际应 用示例、数据测量及分析、发展历程、发展趋势、应用前景、衍生概念及应 用、常见误区、未来发展方向。让你深入了解互感和自感这一有趣的话题。
高中物理之互感和自感知识点
高中物理之互感和自感知识点互感当一个线圈中电流变化，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，称为互感。
互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
1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（即互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路），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。
2危害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。
自感由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。
1自感电动势自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
2自感电动势的方向自感电动势的方向遵从楞次定律，由于在自感现象里，引起穿过线圈磁通量变化的原因是线圈自身的电流发生变化，因此，根据楞次定律可以得到自感电动势的方向总是“阻碍”引起自感电动势的电流的变化。
对“阻碍”含义的正确理解是：当自感电动势是由于电流增大而引起时，自感电动势阻碍电流增加，自感电动势方向与原电流方向相反；当自感电动势是由于电流减小而引起时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同。
3自感电动势的大小；L为自感系数；L跟线圈的大小，形状，圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
线圈越粗，越长、单位长度上的匝数越密,横截面积越大,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈自感系数大大增加。
单位是亨利，符号是H，1H=103mH=106μH根据已知条件不同，自感电动势的大小可以有以下两种算法：由计算，其中n为线圈的匝数，为线圈中磁通量的变化率；由计算，其中L为线圈的自感系数，为线圈中电流的变化率。
自感现象的说明如图所示，当合上开关后又断开开关瞬间，电灯L为什么会更亮？①当合上开关后，由于线圈的电阻比灯泡的电阻小，因而过线圈的电流I2较过灯泡的电流I1大，当开关断开后，过线圈的电流将由I2变小，从而线圈会产生一个自感电动势，于是电流由c→b→a→d流动，此电流虽然比I2小但比I1还要大．因而灯泡会更亮。
互感和自感教学反思
互感和自感教学反思1、互感和自感教学反思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发掘新的个性，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→猜想→实验验证→论证探究→得出结论→课堂讲练→巩固练习” 。
在教学引入上，介绍了法拉第电磁感应定律的原理，让学生会分析电磁感应现象。
根据法拉第线圈电磁感应现象引出互感现象，并联系生活实际中的变压器、手机充电器，加强学生对互感的理解，并培养了学生学习物理的兴趣。
紧接着提出问题，线圈自身磁通量变化，是否在线圈本身也产生感应电动势？我做了两个演示实验，随即提出本节课所要探究的问题，然后引导学生自己通过观察到的实验现象，讨论并归纳自感的条件，让其他同学补充回答完整，最后教师点评。
这种教学方法，这种方法既培养了学生的探究、分析、解决问题的能力，又培养学生的交流合作的'精神，同时也培养了学生的实验观察能力、归纳总结能力和语言表述能力。
在整堂课中充分体现了师生互动，在引导学生参与探索、发现、讨论、交流、评价的学习活动中，能使学生体验探索的艰辛与喜悦。
这节课中我还存在一些不足之处：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发展。
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机会。
2、《互感与自感》教学反思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发掘新的个性，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。
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6、 互感和自感
教
学
目
标
①了解互感和自感现象
②了解自感现象产生的原因
③知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素
教
学
重
点
、
难
点
1．重点：自感现象及自感系数
2．难点：① 自感现象的产生原因分析 ②通、断电自感的演示实验中现象解释
教
学
方
法
演示法 讨论法
教 学 活 动
（一）引入新课
问题情景：①发生电磁感应的条件是什么？②怎样得到这种条件，也就是让闭合回
路中磁通量发生变化？③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应
现象吗？如果会发生，它们有什么不同呢？
（二）进行新课
（一）互感现象
1、基本概念：①互感：②互感现象：③互感电动势：
2、互感的理解：
（1）、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗？（2）这是互感吗？
小结：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。线圈之
间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景：（互感中的能量）另一电路中能量从哪儿来的？
小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
教师笔记
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3、互感的应用和防止：
（二）自感现象
1、问题情景：由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则
磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。
是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验：
实验1 （演示P25实验）出示自感演示器，通电自感。
提出问题：闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生
做预测，然后进行实验。（实验前事先闭合开关S，
调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，
准备好实验）。开始做实验，闭合开关S，提示学生
注意观察现象
观察到的现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1比A2迟一段时间才正
常发光。
学思考现象原因。请学生分析现象原因。
总结：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是
阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过
A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，
最终与A2相同。
实验2（演示课本P26实验）断电自感
先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，
是回答课本思考与讨论问题。
3．结论：
小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流
的变化。
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叫自感现象。
自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
4.磁场的能量
问题情景：在图4.6---4中,开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开
关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢?
教师引导学生分析，电源断开以后，线圈中电流不会立即消失，这时的电流仍然可
以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的
磁场也是从天到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里
我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了
电磁波之后才有可能。
5．自感现象的理解：
线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电
的惯性
6．自感的应用与防止：
应用：日光灯 防止：变压器、电动机
（三）自感系数
问题情景：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而
自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比
于穿过线圈的磁通量的变化率，即：E∝△Φ／△t，而磁场的强弱又正比于电流的
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强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流
的变化率。即E∝△I／△t写成等式即：E=L△I／△t
2.自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有
无铁芯。
3．单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）
（三）课堂总结、点评
１、自感现象是电磁感应现象中特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电
流发生变化．
２、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是阻碍导体中电流的
变化。
（四）实例探究
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接
通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（AD）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变
暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得
更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变
暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。
电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
巩固练习
1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（ACD）
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，下面说法正确的是（D）
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，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
4．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭
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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）
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
作
业