《（通用）高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.6 互感和自感課件 新人教選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用）高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.6 互感和自感課件 新人教選修32（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、6互感和自感第四章電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解互感現(xiàn)象及其應(yīng)用.2.能夠通過電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象.3.了解自感電動勢的表達式EL ，知道自感系數(shù)的決定因素.4.了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ)重點探究啟迪思維 探究重點達標(biāo)檢測檢測評價 達標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1.互感：兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的 時，它所產(chǎn)生的 會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫互感.2.應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器就是利用 制成的.3.危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個 的電路之間.在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象
2、有時會影響電路的正常工作.電流變化變化的磁場互感現(xiàn)象相互靠近二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中的電流 時，它產(chǎn)生的 的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同樣也在 激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感.由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做 .三、自感電動勢與自感系數(shù)三、自感電動勢與自感系數(shù)1.自感電動勢： E ， 其中L是自感系數(shù)， 簡稱自感或電感.單位： ，符號： .2.自感系數(shù)與線圈的 、 、 ，以及是否有鐵芯等因素有關(guān).變化變化亨利它本身自感電動勢H大小形狀圈數(shù) 四、自感現(xiàn)象中磁場的能量四、自感現(xiàn)象中磁場的能量1.線圈中電流從無到有時：磁場從無到有，電源把能量輸送給 ，儲存在 中.2.線圈
3、中電流減小時， 中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能.磁場磁場磁場即學(xué)即用即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)兩個線圈相距較近時，可以產(chǎn)生互感現(xiàn)象，相距較遠(yuǎn)時，不產(chǎn)生互感現(xiàn)象.()(2)自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一定與原電流方向相反.()(3)線圈的自感系數(shù)與電流大小無關(guān)，與電流的變化率有關(guān).()(4)線圈中電流最大的瞬間可能沒有自感電動勢.()答案2.如圖1所示，電路中電源內(nèi)阻不能忽略，L的自感系數(shù)很大，其直流電阻忽略不計，A、B為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時，A燈_亮，B燈_亮.當(dāng)S斷開時，A燈_熄滅，B燈_熄滅.(填“立即”或“慢慢”)圖1答案慢慢立即慢慢慢慢重點探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，先閉
4、合S，調(diào)節(jié)R2使A1、A2的亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使A1、A2都正常發(fā)光，然后斷開S.再次閉合S，觀察兩只燈泡在電路接通的瞬間發(fā)光情況有什么不同？根據(jù)楞次定律分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.一、通電自感現(xiàn)象答案圖2答案答案現(xiàn)象：燈泡A2立即發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來.原因：電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量與原來電流產(chǎn)生的磁通量方向相反，則線圈中感應(yīng)電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達到穩(wěn)定值的時間.知識深化知識深化通電自感現(xiàn)象中，當(dāng)線圈中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流的增大，但不
5、能阻止電流的變化.例例1(多選)在如圖3所示的甲、乙電路中，電阻R和燈泡電阻的阻值相等，自感線圈L的電阻值可認(rèn)為是0，在接通開關(guān)S時，則A.在電路甲中，A將漸漸變亮B.在電路甲中，A將先變亮， 然后漸漸變暗C.在電路乙中，A將漸漸變亮D.在電路乙中，A將先由亮漸 漸變暗，然后熄滅圖3答案解析解析解析在電路甲中，當(dāng)接通開關(guān)S時，通過與燈泡相連的自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現(xiàn)象，開始時，自感線圈產(chǎn)生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入燈泡的電流很小；后來由于電流的不斷流入，通過自感線圈的電流變化逐漸變慢，所以自感線圈的阻礙作用逐漸減??；當(dāng)流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用
6、，所以通過燈泡的電流只能慢慢增大，故選項A正確.在電路乙中，當(dāng)接通開關(guān)S時，通過自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現(xiàn)象，開始時，自感線圈就產(chǎn)生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入線圈的電流很小(可認(rèn)為是0)，電路中的電流可以認(rèn)為都是從燈泡通過的，以后自感線圈的阻礙作用逐漸減小，通過自感線圈的電流逐漸增大，而通過燈泡的電流逐漸減小，直到流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用，又因為自感線圈L的電阻值可認(rèn)為是0，所以燈泡被短路，故選項D正確.分析通電自感需抓住三點分析通電自感需抓住三點1.通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷路；2.電流增大過程中自感線圈對電流有阻礙作用，使線圈中的電流從0逐
7、漸增大到穩(wěn)定值；3.電流穩(wěn)定時自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體(若直流電阻為0，相當(dāng)于導(dǎo)線).總結(jié)提升總結(jié)提升導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示，先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，然后斷開開關(guān).二、斷電自感現(xiàn)象圖4(1)開關(guān)斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？答案答案S閉合時，燈泡A中的電流方向向左，S斷開瞬間，燈泡A中的電流方向向右，所以開關(guān)S斷開前后，流過燈泡的電流方向相反.答案(2)在斷開過程中，有時燈泡閃亮一下再熄滅，有時燈泡只會緩慢變暗直至熄滅，請分析上述兩種現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？答案答案在開關(guān)斷開后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流比開關(guān)斷開前流過燈泡的電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅，就必須
8、使自感線圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡電阻.而當(dāng)線圈電阻大于或等于燈泡電阻時，燈泡就會緩慢變暗直至熄滅.答案知識深化知識深化1.當(dāng)線圈中的電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同；2.斷電自感中，由于自感電動勢的作用，線圈中電流從原值逐漸減小.若斷開開關(guān)瞬間通過燈泡的電流大于斷開開關(guān)前的電流，燈泡會閃亮一下；若斷開開關(guān)瞬間通過燈泡的電流小于或等于斷開開關(guān)前的電流，燈泡不會閃亮一下，而是逐漸變暗直至熄滅.3.自感電動勢總是阻礙線圈中電流的變化，但不能阻止線圈中電流的變化.例例2(多選)如圖5甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，閉合開關(guān)S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡
9、A發(fā)光，則A.在電路甲中，斷開S， A將漸漸變暗B.在電路甲中，斷開S， A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗答案解析圖5解析解析在電路甲中，燈A和線圈L串聯(lián)，它們的電流相同，斷開S時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，流過燈A的電流逐漸減小，燈A漸漸變暗.在電路乙中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開S時，電源不再給燈泡供電，而線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，通過R、A形成回路，燈A中電流突然變大，燈A將先變得更亮，然后漸漸變暗，故A、D正確.例例3如圖6所示的電
10、路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流是2 A，流過燈泡的電流是1 A，現(xiàn)將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關(guān)系的圖象是三、自感現(xiàn)象中的圖象問題答案解析圖6解析解析開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A.開關(guān)S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的自感電動勢，使線圈中的電流從原來的2 A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2 A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對.1.斷電時，若自感線圈能組成閉合回路，自感線圈處電流由原值逐漸減小，不能發(fā)生突變，而且
11、電流方向也不變；若自感線圈不能組成閉合回路，自感線圈處電流立即變?yōu)?.2.斷電前后，無線圈的支路要注意電流方向是否變化.技巧點撥技巧點撥達標(biāo)檢測1.(互感現(xiàn)象的理解互感現(xiàn)象的理解)(多選)關(guān)于互感現(xiàn)象，下列說法正確的是A.兩個線圈之間必須有導(dǎo)線相連，才能產(chǎn)生互感現(xiàn)象B.互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳到另一個線圈C.互感現(xiàn)象都是有益的D.變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的答案解析解析解析兩個線圈之間沒有導(dǎo)線相連，也能產(chǎn)生互感現(xiàn)象，選項A錯誤；互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳到另一個線圈，選項B正確；互感現(xiàn)象并非都是有益的，有時會影響電路的正常工作，選項C錯誤；變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的，選項D正確.123
12、452.(對自感電動勢的理解對自感電動勢的理解)關(guān)于線圈中自感電動勢的大小，下列說法中正確的是A.電感一定時，電流變化越大，自感電動勢越大B.電感一定時，電流變化越快，自感電動勢越大C.通過線圈的電流為零的瞬間，自感電動勢為零D.通過線圈的電流為最大值的瞬間，自感電動勢最大答案解析12345線圈中電流為零時，電流的變化率不一定為零，自感電動勢不一定為零，故C錯；當(dāng)通過線圈的電流最大時，若電流的變化率為零，自感電動勢為零，故D錯.123453.(互感現(xiàn)象的理解互感現(xiàn)象的理解)(多選)如圖7所示，是一種延時裝置的原理圖，當(dāng)S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通；當(dāng)S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用
13、，D將延遲一段時間才被釋放.則A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生 延時釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生 延時釋放D的作用C.如果斷開B線圈的開關(guān)S2，無延時作用D.如果斷開B線圈的開關(guān)S2，延時將變化答案圖712345解析解析解析線圈A中的磁場隨開關(guān)S1的閉合而產(chǎn)生，隨S1的斷開而消失.當(dāng)S1閉合時，線圈A中的磁場穿過線圈B，當(dāng)S2閉合，S1斷開時，線圈A在線圈B中的磁場變?nèi)?，線圈B中有感應(yīng)電流，能夠繼續(xù)吸引D而起到延時的作用，所以B正確，A錯誤；若S2斷開，線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流而起不到延時作用，所以C正確，D錯誤.123454.(自感現(xiàn)象的分析自感現(xiàn)象的分析)(多選)如圖
14、8所示，帶鐵芯的電感線圈的電阻與電阻器R的阻值相同，A1、A2是兩個完全相同的電流表，則下列說法中正確的是A.閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù)B.閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)C.斷開S瞬間，電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù)D.斷開S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)答案解析圖812345解析解析開關(guān)S閉合瞬間，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增大，所以此時電流表A1中的電流小于電流表A2中的電流，A項正確；開關(guān)S斷開瞬間，線圈L與A1、A2和R構(gòu)成回路，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小，所以A1、A2中電流也逐漸減小，但始終相等，D項正確.123455.(自感現(xiàn)象的圖象問題自感現(xiàn)象的圖象問題)(多選)如圖9所示，用電流傳感器研究自感現(xiàn)象.電源內(nèi)阻不可忽略，線圈的自感系數(shù)較大，其直流電阻小于電阻R的阻值.t0時刻閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖象.下列圖象中可能正確的是答案圖912345
（通用）高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.6 互感和自感課件 新人教選修32
