2019版高中物理第四章6互感和自感课件新人教版选修.pptx

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1、6互感和自感1.互感现象了解什么是互感现象,了解互感现象在生活和生产中的应用和防止。2.自感现象了解什么是自感现象,了解自感现象在生活和生产中的应用和防止;能够运用电磁感应的有关规律分析通、断电自感现象;了解自感电动势的计算式。3.自感系数知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的大小与哪些因素有关,知道它的单位。12341.互感现象(1)定义:两个相互靠近的线圈,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的现象。互感现象中,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、收音

2、机的“磁性天线”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,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作,这时要设法减小电路间的互感。12342.自感现象(1)定义:一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。由于自感而产生的电动势叫作自感电动势。1234(2)通电自感和断电自感。1234结合电磁感应的产生条件想一想,互感现象与自感现象是否属于电磁感应现象?提示:两者都属于电磁感应现象,都遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律。12343.自感电动势与自感系数(1)自感电动势1234若一个线圈中的电流

3、在均匀增大,那么这个线圈的自感系数将如何变化?提示:不变,这是因为自感系数由线圈本身特征决定,不随电流而变。12344.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。12341.自感现象问题的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)。(2)判断自感电动势方向,电流增加时(如通电),自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍电流增加,电流逐渐增大;电流减小时(如断电),自感电动势

4、方向与原电流方向相同,阻碍电流减小,线圈中电流逐渐减小。(3)明确电路中与线圈串联的元件,元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律。12342.线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用的区别(1)两种阻碍作用产生的原因不同线圈对稳定电流的阻碍作用,是由绕制线圈的导线的电阻决定的,对稳定电流阻碍作用的产生原因是金属对定向运动电子的阻碍作用。线圈对变化电流的阻碍作用,是由线圈的自感现象引起的,当通过线圈中的电流变化时,穿过线圈的磁通量发生变化,产生自感电动势,阻碍线圈中电流的增大或减小。(2)两种阻碍作用产生的效果不同线圈电阻决定了电流所能达到的稳定值

5、,对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间。(3)两种阻碍作用过程中能量转化的特点不同导体对电流阻碍作用的结果是由电能转化成内能;线圈对变化电流阻碍作用的结果是实现电能和磁场能的相互转化。12343.通、断电自感中灯泡亮度变化问题1234温馨提示在处理通、断电自感中灯泡亮度变化问题时,不能一味套用结论,要具体问题具体分析,关键要搞清电路的连接情况。例如,在如图所示电路中,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,在断开电路的瞬间,通过线圈的电流从有到无,线圈将产生自感电动势,但由于线圈与灯泡不能构成闭合回路,因此灯泡不是慢慢熄灭,而是立即熄灭。1

6、2344.自感现象的应用和防止(1)应用如日光灯电路中的镇流器,无线电设备中和电容器一起组成的振荡电路等。需要利用自感现象时,可以适当地增大自感系数。(2)危害及防止在自感系数很大而电流又很强的电路中,切断电路的瞬间,会因产生很高的自感电动势而产生电弧,从而危及工作人员和设备的安全,此时可用特制的安全开关。制作精密电阻时,采用双线绕法可以抵消自感现象产生的效果。要防止自感现象的发生、减小因自感而造成的危害,可以阻断自感形成所必需的通路或设法减小自感系数。类型一类型二类型三类型四类型一通、断电自感中灯泡亮度的变化问题【例题1】如图所示,线圈的自感系数很大,直流电阻

7、为零,电阻R>RL,在开关S断开后,灯泡明暗情况如何变化?点拨:S断开前灯泡中的电流由电源提供,S断开后由于自感现象,线圈相当于电源对灯泡供电。类型一类型二类型三类型四解析:当S断开后,原来电源提供的电流I2立即消失,但自感线圈贮存的磁场能释放转化成电能通过小灯泡。通过自感线圈的电流I1由于自感的作用,在电路切断后是逐渐衰减的,因而S断开后通过灯泡的电流由I1逐渐减小到零。因为R>RL,所以I1

8、若R