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互感和自感上课用 4.6 互感和自感 一、互感现象 问：在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ 1.互感：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，称为互感现象。 2.互感电动势：互感现象中产生的感应电动势 3.互感的应用及防止： 磁性天线 演示实验1 A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？ 灯泡A2立刻正常发光 跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。 现象： 分析： 最后一样亮 反馈训练 1、实验一中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。 I t I t I t I t A B C D C A L A1 R A2 S R1 演示实验2 接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？ S断开时，A 灯闪亮一下后才熄灭。 现象： 分析： 1.S断开时，线圈L中的电流减小引起磁通量的减小，产生感应电动势，方向与原来电流方向相同，阻碍电流的减小。L相当一瞬时电源，此电源与灯A形成回路，故A中还有一段时间的持续电流。 2.灯A比原来更亮地一闪，说明这瞬间电流比原来电流大。 反馈训练 2、在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图； 若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为 图。 I t A B C D I t I t I t A C B D A L S 二、自感现象 1、当线圈的电流发生变化时，在线圈自身激 发出感应电动势，这种现象叫自感现象。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 3、自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电 流变化。 注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。 传感器可以显示通电时线圈对电流的影响 三、自感系数 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、自感系数 L－简称自感或电感 （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：H 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH） 线圈的大小，形状，匝数及是否有铁芯 （3）自感系数的物理意义： 表明了线圈对电流变化的阻碍作用的大小 自感现象 变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开关的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。 因此，电动机等大功率用电器的开关应该装在金属壳中。最好使用油浸开关，即把开关的接触点浸在绝缘油中，避免出现电火花。 四、磁场具有能量 问题：在实验2中，开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间，甚至会比原来更亮，这时灯泡的能量是从哪里来的呢？ 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。 小结 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、由于线圈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 布置作业： 1.课本25页1.2.3 2.预习《4.7涡流 电磁阻尼和电磁驱动》 课堂训练 1、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮，最后达到同样亮。 A2 A1 L