2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应第4节自感和互感课件

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选自人教版物理选择性必修2第2章第4节2.4 自感现象 知识回顾产生电磁感应的条件是什么呢？ 穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电动势和感应电流。 迈克尔·法拉第 Michael Faraday( 1791—1867)即使两个线圈之间没有任何接触，其中一个线圈的电流变化导致的磁场变化会在另一个线圈中产生感应电动势。当只有一个线圈时线圈自身电流的变化，是否也可以使得自身产生一个感应电动势呢？当电路中有两个线圈时问题提出猜想一：线圈自身电流的变化是可以使自身激发产生感应电动势；实验探究猜想二：线圈自身电流的变化不可以使自身激发产生感应电动势。实验探究ESA2A1实验探究实验探究 A1A2R1R2ES灯泡A2瞬间变亮灯泡A1延迟变亮通电瞬间断电瞬间灯泡A2闪亮一下后熄灭灯泡A1熄灭概念表述 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势。这种现象称之为自感现象。什么是自感现象？理论分析BI   E感E感实验分析 A1A2R1R2ESE感阻碍电流的变化！理论分析BI   E感E感实验分析 A1A2R1R2ESI1II2E’I3稳定发光时I3=II1=I2， I> I1断开开关瞬间I3>I2即I> I2危害——电车火花拾电器危害——电车火花 电车的电动机存在的大线圈，在行驶过程中，由于接触不良，线圈将在电缆处产生高压，电流击穿空气，产生电火花。危害——开关火花油浸开关油浸式变压器应用——日光灯启动器灯管镇流器应用——日光灯灯管工作时需要维持一定大小的电流与电压，电压大概维持在70-80V。灯管发光主要靠其内部气体电离导电，气体电离所需电压大概为500V；应用——日光灯启动器内部的氖气发光发热使得两触片受热接触，电路接通；电路接通后其电压下降，氖气停止放电，两触片冷却收缩，两级断开。应用——日光灯 镇流器的主要构造为线圈 日光灯发光前，镇流器内部的线圈因断电产生非常大的自感电动势，进而将灯管内部的气体电离。 灯管正常发光时，由于流经镇流器的电流为交变电流，镇流器利用自感现象，起到降压限流的作用。应用——日光灯电子镇流器节能、稳定，具备启动器的功能电容器电阻器电感器自感系数实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说明：磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率L 自感系数简称自感或电感单位：亨利 HL：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关约瑟夫·亨利 Henry Joseph 1797-1878 美国著名物理学家1867年起，任美国科学院第一任院长1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；1830年发现电磁感应现象，1832年发现了电流的自感现象；……自感系数 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。磁场的能量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 磁场的能量1.自感：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。① 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大② 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小2.自感系数：描述线圈产生自感电动势的能力，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。带有铁芯的线圈的自感系数比没铁芯时大得多。4.磁场的能量：磁场可以储存能量，并可以和其他能量相互转化。 小结例1：关于自感现象，下列说法正确的是（ ）A、感应电流一定和原电流方向相反B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数 一定较大C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感系数较大D、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D学以致用例2.如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中流 ，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是（ ）使电路的电流减小，最后 减小为零有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D练习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（ ）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，再渐渐变暗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，再渐渐变暗AD例3．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BC 1.有关自感现象,下列叙述中正确的是：（ ）A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大 B2.如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( )A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B.合上开关S接通电路时,A2和A1始终一样亮C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时,A2和A1都要过一会儿才熄灭ADA.灯A立即熄灭 B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭L AA3.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有( )4.如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是( )LA2IISIitto0Iitto0-IIitto0-I-2IIitto02IABCDC5．如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表，当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是（ ）A．G1和G2指针都立刻回到零点B．G1指针立刻回到零点，而G2指针缓 慢地回到零点C．G1指针立刻回到零点，而G2指针先　立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1指针先立即偏向左方，然后缓慢　地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点D 6.如图所示，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）A ．A可能带正电且转速减小B ．A可能带正电且转速增大C ．A可能带负电且转速减小D ．A可能带负电且转速增大BC