2012高二物理课件：第四章 6 互感和自感 (新人教版选修3-2)

§4.6互感和自感广丰中学萧成锋知识点1互感现象1．定义：由一个线圈中的电流发生变化而使其他与之不相连的线圈产生感应电动势的现象，这种感应电动势叫做互感电动势.图4－6－1问题：如图4－6－1所示，L1线圈发生什么情况能使L2线圈中有感应电流产生?2．实质：如图4－6－1所示当线圈L1中的电流发生变化，使线圈L2中的磁通量发生了变化，引起了感应电流，它的感应电流的磁场又会重新引起线圈L1的变化，使它们的磁路交织在一起而相互影响．由此可见互感是电磁感应的一种具体现象，遵循电磁感应的所有规律，这一过程中实现了电能从一个电路向另一个电路转移．3．互感的应用和危害变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成．但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．知识点2:自感现象、自感电动势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．2．本质：自感是自身电流变化，使通过自身磁通量发生变化而引起的电磁感应现象．总效果是电路中的电流不能突变．自感现象也是电磁感应的一种特殊具体情况，遵循电磁感应的所有规律．我们先看一个实验4．自感系数：表示线圈阻碍电流变化的物理量，符号为L，单位为亨利(H)，简称亨．5．决定线圈自感系数的因素：线圈长短、线圈单位长度的匝数、线圈的横截面积、线圈中是否有铁芯.3．自感电动势：自感现象中产生的感应电动势。其大小为:，式中L称为线圈的自感系数。tILE6．自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化．导体中原电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；导体中原电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同．7．自感现象的应用：日光灯电路、LC振荡电路等．8．自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的电路，瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用双线绕法．【例1】如图4－6－2所示，E为电源，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法不正确的是图4－6－2A．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等B．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不等C．闭合S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开瞬间，D1不立即熄灭，D2立即熄灭答案：B1．在如图4－6－3中所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是()图4－6－3A．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，A1和A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A1和A2都要经过一会儿才熄灭D．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭答案：AC解析：S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，A1后亮；A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样；S断开时，L和A1、A2组成串联的闭合回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失，使A1和A2过一会才熄灭．答案：AC通电自感断电自感电路图器材要求现象能量转化情况知识点3:自感现象分析A1、A2同规格R＝RL;L较大L很大(有铁芯)RLRA在S闭合后瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭．(当抽掉铁芯后，重做实验，断开S时，会看到灯A马上熄灭)电能转化为磁场能磁场能转化为电能【例2】如图4－6－4所示的电路甲、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A发光()图4－6－4A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗答案：AD解析：在甲图中，由于灯与线圈串联，稳定时流过灯和线圈的电流相等，S断开时，流过线圈的电流逐渐减小，灯渐渐变暗．在乙图中，由于线圈的电阻很小，稳定时流过线圈的电流比流过灯的电流大，S断开时，灯更亮一下再熄灭；所以，A、D正确．答案：AD2．如图4－6－5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，于是线圈有自感电动势产生，这电动势()图4－6－5A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减少到零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答案：D题型1通、断电自感现象的分析【例3】如图4－6－6所示中灯LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略．则()图4－6－6A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭B．S闭合瞬间，LA不亮，LB立即亮C．S闭合瞬间，LA、LB都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，LA、LB熄灭答案：A解析：S接通的瞬间，L支路中电流从无到有，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，S接通的瞬间，干路中的电流几乎全部流过LA，所以LA、LB会同时亮．又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，L的阻值很快就变得很小，对LA起到“短路”作用，因此，LA熄灭，这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，LB会比以前更亮，故选A.答案：A3．如图4－6－7所示，电路中L为一电感线圈，ab支路和cd支路电阻相等，则()图4－6－7A．刚合上开关S时，电流表A1的示数小于电流表A2的示数B．刚合上开关S时，电流表A1的示数等于电流表A2的示数C．断开开关S时，电流表A1的示数大于电流表A2的示数D．断开开关S时，电流表A1的示数等于电流表A2的示数答案：AD解析：刚合上开关S时，因为自感线圈的存在，阻碍A1电流的增加，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，稳定后因为电阻相等，示数相等，A正确；断开开关S时，A1、A2在同一回路中，电流相等，D正确．题型2自感现象中的图象问题【例4】如图4－6－8所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流为2A，流过灯泡的电流是1A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是()答案：D解析：由题图可知，S闭合时，流过灯泡、线圈L的电流方向都自左向右，在S断开的瞬间，流过L的电流大小仍为2A，方向仍从左向右，它与灯泡构成串联回路，故流过灯泡的电流大小变成2A，方向变成由右向左，然后逐渐减小为零，D正确．答案：D4．紧靠在一起的线圈A与B如图4－6－9甲所示，当给线圈A通以图乙所示的电流(规定由a进入，b流出为电流正方向)时，则线圈B两端的电压变化应为下图中的()答案：A布置作业•先做课本上作业•再做辅导书上作业同学们，下回再说！