高中物理人教版选修3-2课件：第四章6互感和自感.pptx

6互感和自感目标导航学习目标1.能说出什么是互感现象和互感电动势。2.能说出自感现象、自感电动势及自感现象的应用。3.能记住自感系数的意义和决定因素,明确自感现象中的能量转化。4.能说出自感现象的利弊以及如何利用和防止。重点难点重点:自感的本质及规律。难点:对自感现象的判断分析。激趣诱思1.行驶在大街上的无轨电车,车顶上拖着两条长长的“辫子”——电弓。当道路不平车身颠簸时,电弓有可能瞬间脱离电网线,这时在电弓与电网线之间就会闪现出电火花,同时发出“啪、啪”的响声。这是什么原因呢?简答:车身颠簸,电弓脱离电网线的瞬间,由于自感现象,电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬间自感电动势,由于这个电动势较大,使电弓与电网线之间的空气电离,产生放电现象,从而就可以观察到电火花,并听到响声。简答:开关“闭合”时无感觉,“断开”时连成一排的同学都有触电的感觉。当电路接通后人和镇流器都处于通电状态,但1.5 V的电压不会使人有触电的感觉;对镇流器来说有一部分电能转化为磁场能储存在镇流器中,电路断开的瞬间,这部分磁场能转化为电能释放出来,由于自感很大,产生很高的自感电动势,所以使整排人都产生触电感觉。2.做一做:一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器(线圈),几位同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来,并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连,当开关“闭合”“断开”时,同学们会有什么感觉?为什么?预习导引1.互感现象(1)如图所示,在闭合或断开开关S时,我们会观察到电流计的指针有偏转,即在线圈L2中产生了感应电流。(2)线圈L1和L2之间并没有用导线相连,但当线圈L1中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈L2中产生感应电动势,这种现象叫作互感,这种感应电动势叫作互感电动势。互感现象是一种常见的电磁感应现象,利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器就是利用互感现象制成的。(3)互感的应用:利用互感现象可以把能量由一个线圈(或电路)传到另一个线圈(或电路),如收音机的“磁性天线”、变压器等。2.自感现象(1)定义: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,这种由于导体本身的电流变化而使自身产生电磁感应的现象叫作自感。(2)自感电动势:①定义:由于自感而产生的电动势叫作自感电动势。②自感电动势的大小:E=L,式中的比例系数L叫作线圈的自感系数。预习交流1自感电动势的作用是什么?方向如何?答案:作用:总是阻碍导体中原电流的变化。方向:当原来电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反;当原来电流减小时,自感电动势与原来电流方向相同。3.自感系数(1)物理意义:表征线圈能产生自感电动势本领大小的物理量。数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A时产生的自感电动势的大小。?(2)决定自感系数L大小的因素:自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关。说明:自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量,只与线圈本身的因素有关,与其他因素无关。(3)单位:自感系数的单位是亨利,简称亨,符号是H。常用的较小单位还有毫亨(mH)和微亨(μH)。1 H=103 mH,1 H=106 μH。预习交流2怎样自制一个几微亨的线圈?怎样自制一个几亨利的线圈?4.磁场的能量电源断开以后,线圈中的电流不会立即消失,电流仍然可以做功,说明线圈储存了能量。线圈中有电流就有磁场,能量储存在磁场中。当开关闭合时,线圈中的电流从无到有,其中的磁场也是从无到有,这可以看成电源把能量输送给磁场,储存在磁场中。答案:把漆包线在铅笔上绕几圈,拔出铅笔后得到的线圈即为几微亨的线圈;用数千匝的漆包线绕制线圈,插入铁芯,自感系数大约几亨利。一、　自感现象的理解知识精要自感现象本质是一种电磁感应现象,遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律。(1)对自感电动势的理解。①产生原因:通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈上产生感应电动势。②自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同(增反减同)。③自感电动势的作用:阻碍原电流的变化,而不是阻止,电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变化的作用。(2)对电感线圈阻碍作用的理解。①若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变。②若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。典题例解【例1】 如图所示,图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流