高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感完美版课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感完美版课件ppt，共19页。PPT课件主要包含了学习目标，互感现象，自感现象，自感系数，磁场的能量，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
1.通过实验了解互感和自感现象，会用自感与互感解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象市磁场能变化的一种表现。2.会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。3.知道互感现象与自感现象的防止和应用。
问题：两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机（或MP3等）的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么？
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。产生的电动势叫作互感电动势。
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、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
互感现象能发生在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正常工作。
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。
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？
例. 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
解析：t1 时刻B 中感应电流为零，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。
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的现象。
由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
3. 开关闭合时观察灯泡的发光情况
在右图电路中，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
4. 观察开关断开时灯泡的亮度
按图连接电路。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。思考下列问题。1. 电源断开时，通过线圈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. 产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
3. 开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？4. 开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L 应该有什么要求？
5. 对通电自感的理解
6. 对断电自感的理解
如图所示，当电流处于稳定状态时，流过L的电流为I1＝ (电源内阻不计)，方向由a→b；流过灯泡A的电流I2＝ ，断开S的瞬间，I2立即消失，而由于线圈的自感，I1不会马上消失，线圈总力图维持I1的存在，所以线圈上产生一个b端为正、a端为负的自感电动势，与灯泡组成abcd回路，此时流过A的电流则由I2变成I1，方向由d→c变成c→d。可见通过A的电流大小与方向都发生了变化。
至于灯泡中的电流是否增大一下再减小(也就是灯泡是否闪亮一下再熄灭) ，取决于 I2 与 I1 谁大谁小，也就是取决于 R 和 r 谁大谁小。（1）如果 R＞r，就有 I1＞I2，灯泡会先更亮一下再渐渐熄灭。（2）如果 R＝r，灯泡会由原来亮度渐渐熄灭。（3）如果 R＜r，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭。
例. 如图所示，线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻的阻值均为R ，开始时开关 S 断开，此时电路中电流为 I0。现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是(　　 )A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由 I0 减小到零B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终小于 I0C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持 I0 不变D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到 2I0
解析：当开关S闭合时，通过线圈的电流增大，在线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的增大，但“阻碍”不是“阻止”，“阻碍”实质上是“延缓”，电路中的电流不会立刻变为2I0，但最终仍会增大到2I0。选项D正确。
1. 自感电动势的大小
其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H。常用的单位还有毫亨（mH）、微亨（μH）。
（1）决定线圈自感系数的因素：
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
2.自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力
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.线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？3.电的“惯性”大小与什么有关？
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
电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数
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。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。2、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。3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。（2）自感电动势大小：4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关5、磁场具有能量
1.某电磁冲击钻的原理图如图所示，若突然发现钻头M向右运动，则可能是（　　）A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动
解析：当一个线圈的电流发生变化时，由于互感作用，相邻线圈中产生感应电流。当含有电源的线圈中电流增大时，线圈M中产生感应电流且受斥力作用而向右运动。
2.［多选］如图所示，A、B是相同规格的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下列说法正确的是（　　）A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮B. 闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮C. 闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮D. 断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
解析：B对，A、C错：开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光。由于自感线圈的自感电动势阻碍电流增大，A灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后两灯一样亮。D对：断开开关S的瞬间，流过自感线圈的电流将要减小，产生自感电动势，自感线圈与两灯构成闭合回路，两灯逐渐同时熄灭，由于开始时两灯的电流相同，断开开关S的瞬间，通过两灯的电流不变，则两灯不会出现闪亮，而是慢慢熄灭。
3.如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，规定向左流过电阻R1的电流方向为正方向，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1的电流I1在开关断开前后随时间变化的图线可能是（　　）
【解析】S断开前I1方向向左，为正方向；断开后，由于线圈的自感现象，使R1中的电流方向向右，大小可能比原I1大或小或相等，然后逐渐减小到0。