2016-2017学年人教版选修3-2 4-6 互感和自感 课件(30张)

课堂导学课堂自测第6课时互感和自感课堂导学课堂自测[研究学考·把握考情]知识内容互感和自感考试要求加试b教学要求1.知道互感现象是一种常见的电磁感应现象2．知道自感现象是由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象3．知道决定自感系数的因素，知道自感系数的单位4．理解自感电动势的作用，会解释自感现象5．了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止6．会用传感器研究自感对电路中电流的影响说明不要求计算自感电动势课堂导学课堂自测知识点一互感现象[基础梳理]1．定义：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。2．作用：利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线。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。磁场能量课堂导学课堂自测[要点精讲]1．互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕同一铁芯上的两个线圈之间，而且还可以发生在任何相互靠近的电路之间。2．互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路。下一章将要学习的变压器就是利用互感现象制成的。3．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，这时要求设法减小电路间的互感。课堂导学课堂自测【例1】如图1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．向左匀减速运动图1课堂导学课堂自测解析MN棒中有感应电流，受安培力作用而向右运动，由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N，此电流在L1中产生的磁场的方向是向上的。若PQ棒向右运动，由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的。由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同，可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，故PQ棒做的是向右的减速运动。C选项是可能的；若PQ棒向左运动，则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的，与L1产生的磁场方向是相反的，由楞次定律可知L2中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的加速运动。B选项是可能的。答案BC课堂导学课堂自测名师点睛本题是应用楞次定律判断问题的一般步骤的逆向应用。即已知感应电流的方向或者感应电流的效果，来判断原磁场的方向或原磁场如何变化。通过判断步骤的逆向应用，可更深刻地理解、更熟练地掌握楞次定律。另外还要通过此题来体会逆向分析的思路和方法。课堂导学课堂自测知识点二自感现象[基础梳理]1．定义：当一个线圈中的电流自身发生变化时，它产生的(填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象。2．公式：E＝LΔIΔt，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：。符号：。1mH＝H,1μH＝H。3．决定因素：与线圈的大小、形状、，以及是否有等因素有关，与E、ΔI、Δt等无关。变化亨利H10－310－6匝数铁芯课堂导学课堂自测[要点精讲]要点1对自感现象的理解(1)对自感现象的理解自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律。课堂导学课堂自测(2)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(即增反减同)。③自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，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。课堂导学课堂自测(3)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。课堂导学课堂自测【例2】如图2所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来打开，电流为I0，今合上开关将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，此电动势()A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0图2课堂导学课堂自测解析当S合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故L要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止；当S闭合电流稳定后，L的阻碍作用消失，电路的电流为2I0，D项正确。答案D课堂导学课堂自测名师点睛自感问题的求解策略自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。课堂导学课堂自测要点2对两类自感现象的理解通电自感断电自感电路图器材要求L1、L2同规格，R＝RL，L较大L很大(有铁芯)，RL≪RLA课堂导学课堂自测现象在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开瞬间，LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流比流过L2灯的电流增加得慢断开S时，线圈L产生自感电动势，阻碍电流的减小，使通过L的电流从原来电流减小，由于ILILA，会使得流过LA灯的电流突然增大，从而使LA灯闪亮一下后渐渐熄灭课堂导学课堂自测【例3】如图3所示，电路中自感线圈电阻很小，可以忽略不计。R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是()A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后A灯逐渐变亮C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭图3课堂导学课堂自测解析S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，由于L的直流电阻很小，所以稳定后A灯的电流变大，A灯逐渐变亮，故A、C、D错；稳定后，由于与B灯连接的电阻很大，流过B灯支路的电流很小，所以B灯逐渐变暗，故B正确。答案B名师点睛分析通电自感需抓住三点：(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路；(2)电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用；(3)电流稳定时自感线圈相当于导体。课堂导学课堂自测【例4】在如图4所示的电路中，LA、LB为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，在S闭合状态下，LA、LB都能正常发光。现突然断开S，则()A．LA、LB会突然亮一下再熄灭B．LA会突然亮一下再熄灭，LB突然熄灭C．LA、LB同时变暗到熄灭D．LB先熄灭，LA后熄灭图4课堂导学课堂自测解析在S接通状态下，LA、LB都能正常发光，则两支路的电流相等，都为I；当开关S断开时，由LA、LB及线圈组成闭合回路，电流由I减小，所以LA、LB中电流不会比原来大，因此LA、LB一定不会突然亮一下，而是同时变暗到熄灭，选项C正确，A、B、D错误。答案C课堂导学课堂自测名师点睛分析断电自感中灯泡出现闪亮的方法如图5所示的电路，电路达到稳定状态后，设通过线圈L和灯LA的电流分别为I1和I2，当开关S断开时，电流I2立即消失，但是线圈L和灯LA组成了闭合回路，由于L的自感作用，I1不会立即消失，而是在与灯泡组成的回路中，逐渐减弱并维持短暂的时间。图5课堂导学课堂自测(1)若开始I1I2，则灯LA会闪亮一下(I1、I2差别越大闪亮越明显，但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻RLRLA时，会出现LA灯闪亮的情况。(2)若RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现LA灯闪亮一下的情况，但灯泡会逐渐熄灭。课堂导学课堂自测1．下列关于互感现象的说法正确的是()A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象B．互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”D．互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作课堂导学课堂自测解析互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。答案ABC课堂导学课堂自测2．关于自感现象，正确的说法是()A．自感电动势一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大课堂导学课堂自测解析当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时，自感电动势的方向与原来的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误，选项D正确；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化快慢无关，故选项C错误。答案D课堂导学课堂自测3．如图6所示的电路中，P、Q两灯泡相同，L的直流电阻不计，则下列说法正确的是()A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭B．S接通瞬间，P、Q同时正常发光C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来电流方向相反图6课堂导学课堂自测解析S接通瞬间，L中电流从0开始增大，于是产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此Q不会立即正常发光，较P要晚些，选项B错误；S断开瞬间，因L的自感作用，通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0，且通过P的电流从右向左，因此，P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭，选项A、D错误，选项C正确。答案C课堂导学课堂自测4．如图7所示为测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L的两端并联一个电压表，用来测量自感线圈的直流电压。在测量完毕后，将电路拆解时应()A．先断开S1B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电压表图7课堂导学课堂自测解析若先断开S1，线圈与电压表组成闭合电路，这时，流过电压表的电流与原来方向相反，电压表的指针将反向转动，容易损坏电压表。按操作要求，应先断开S2，再断开S1，然后拆除器材，故选项B正确。答案B