高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感优质ppt课件

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第二章 电磁感应4 互感和自感（第1课时）新课引入 问题：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.定义：在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，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，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。2.本质：能量的传递3.应用：变压器一、互感现象 4.互感现象也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。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。 在如图所示的电路中，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电源上，A2与可调电阻R串联后接到电源上。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新接通电路。注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。二、自感现象1.通电自感问题1：我们观察到什么现象？问题2：原因是什么？ 闭合开关的瞬间，电流从无到有，线圈L 中产生感应电动势。会阻碍电流的增加。灯泡A1较慢地亮起来二、自感现象 按图示连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。2.断电自感问题1：我们观察到什么现象？问题2：说明什么？问题3：在开关断开这一瞬间，增大的电 压从哪里来的？二、自感现象 1.定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。总结： 2.特点：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的。 （1）原来的电流是增大，自感电动势方向与原电流方向相反; （2）原来的电流是减小，自感电动势方向与原电流方向相同。二、自感现象比较：二、自感现象 变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至会引起人身伤害。因此，切断这类电路时，必须采用特制的安全开关，避免出现电火花。自感的危害：典题剖析 解析：t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。 答案：B例1.如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引典题剖析例2.如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则(　　)A．S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮C．S闭合瞬间，灯A、B都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭AD典题剖析解析：S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过灯A，所以灯A、B会同时亮；又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，灯A逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对灯A起到“短路”作用，因此灯A最后熄灭。这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，灯B会更亮。稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与灯A组成回路，灯A要闪亮一下再熄灭，灯B立即熄灭。答案：AD　典题剖析答案：B灯立即熄灭，A灯(不会闪亮)逐渐熄灭。变式：上例中，若线圈L的电阻为RL且RL>RA(RA为灯A的电阻)，稳定后断开S的瞬间，两个灯的亮暗变化情况是怎样的？课堂小结