1、第六節：互感和自感第六節：互感和自感 在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？中為什么會產生感應電動勢呢？變化的電流 變化的磁場 感應電動勢互感現象：把能量從一個線圈傳遞到另外一個線圈把能量從一個線圈傳遞到另外一個線圈收音機的接收信號：收音機的接收信號：一、互感現象一、互感現象1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為動勢的現象，稱為互感互感。互感現象中產生的感應電動勢，。

2、互感現象中產生的感應電動勢，稱為稱為互感電動勢。互感電動勢。2 2、利用互感現象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線、利用互感現象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器就是利用互感現象制成的。就是利用互感現象制成的。3 3、互感現象不僅發生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間、互感現象不僅發生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間, ,且且可發生于任何兩個相互靠近的電路之間可發生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和。在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作，這時電子電路中，互感現象有時會影響電路的

3、正常工作，這時要設法減小電路間的互感。要設法減小電路間的互感。實驗一實驗一：2、再調節變阻器再調節變阻器R1使兩個燈泡都正常發光。使兩個燈泡都正常發光。3、然后斷開開關然后斷開開關S。1、先合上開關先合上開關S，調節變阻器，調節變阻器R的電阻，使同樣規格的的電阻，使同樣規格的兩個燈泡兩個燈泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1觀察：觀察：重新接通電路時，兩重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況個燈泡亮度變化情況現象現象：燈泡：燈泡A A2 2立刻正常發立刻正常發光光，跟線圈，跟線圈L L串聯的燈泡串聯的燈泡A A1 1逐漸亮起來逐漸亮起來解釋：在接通電路的瞬間

4、，電路中解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈的電流增大，穿過線圈L的磁通量也的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會產生隨著增大，因而線圈中必然會產生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙感應電動勢，這個感應電動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過線圈中電流的增大，所以通過A1的的電流只能逐漸增大，燈泡電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐只能逐漸亮起來漸亮起來問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？反饋訓練1、實驗一中，當電鍵閉合后，實驗一中，當電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A2的電流隨時間變化的電流隨時間變化的圖像為的圖像為 圖；圖；通過燈泡通過燈泡A1的

5、的電流隨時間變化的圖像為電流隨時間變化的圖像為 圖圖ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1實驗實驗二：二：1、把燈泡、把燈泡A和帶和帶鐵芯鐵芯 的線圈的線圈L并聯在直流電路中。并聯在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發光，斷開電路。、接通電路，待燈泡正常發光，斷開電路。ALS觀察：觀察：當電路斷開時，當電路斷開時，燈泡燈泡A的亮度變化情況的亮度變化情況現象：現象：S斷開時斷開時，A 燈突燈突然然閃亮閃亮一下一下才熄滅才熄滅解釋：在電路斷開的瞬間，通過解釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在的磁通

6、量也就很快減少，因而在線圈中產生感應電動勢。雖然這線圈中產生感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈時電源已經斷開，但線圈L和燈和燈泡泡A組成了閉合電路，在這個電組成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，所以燈泡路中有感應電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。不會立即熄滅。二、自感現象二、自感現象1、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發生變化而產生的電發生變化而產生的電磁感應現象，叫磁感應現象，叫自感現象自感現象。2 2、自感現象中產生的電動勢叫、自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。 自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。流變化。 注意：注意：

7、 “ “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。對電流的變化起延遲作用。三、自感系數三、自感系數1 1、自感電動勢的大小：與電流的變化率成正比、自感電動勢的大小：與電流的變化率成正比2 2、自感系數、自感系數 L L簡稱自感或電感簡稱自感或電感（1 1）決定線圈自感系數的因素：）決定線圈自感系數的因素： （2 2）自感系數的單位：）自感系數的單位：亨利亨利，簡稱亨，符號是，簡稱亨，符號是 H H。 常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（m Hm H） 微亨（微亨（H H） IELt 實驗表明

8、，實驗表明，線圈越大，越粗，匝數越多，自感線圈越大，越粗，匝數越多，自感系數越大系數越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數比。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。沒有鐵芯時大得多。3 3、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力甲：在鐵芯上饒幾千匝線圈，電感有幾個亨利乙：空心線圈，電感有幾十毫亨丙：一條導線彎幾匝，電感有幾個微亨什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？原因：原因：在自感系數很大的情況下，燈泡會會閃亮在自感系數很大的情況下，燈泡會會閃亮一下，然后熄滅或正常發光。一下，然后熄滅或正常發光。當自感系數很

9、大時，在開關斷開和閉合當自感系數很大時，在開關斷開和閉合的瞬間，自感線圈會產生瞬時的很高的的瞬間，自感線圈會產生瞬時的很高的自感電動勢，該電動勢會補充自感電動勢，該電動勢會補充A燈的電燈的電流，從而使流，從而使A燈中電流突然變大，所以燈中電流突然變大，所以要閃亮一下。要閃亮一下。自感系數很大有時會產生危害：四、磁場的能量四、磁場的能量 問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發光會持續一段時間？甚斷開后，燈泡的發光會持續一段時間？甚至會比原來更亮？試從能量的角度加以討至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。論。 開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁開

10、關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。成電能。小結小結1 1、 當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為感應電動勢的現象，稱為互感互感。互感現象產生的。互感現象產生的感應電動勢，稱為感應電動勢，稱為互感電動勢。互感電動勢。2、由于導體由于導體本身的電流本身的電流發生變化而產生的電磁感應發生變化而產生的電磁感應現象，叫現象，叫自感現象自感現象。3 3、自感現象中產生的電動勢叫、自感現象中產生

11、的電動勢叫自感電動勢自感電動勢。（1 1）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。化。（2 2）自感電動勢大小：）自感電動勢大小：4 4、自感系數、自感系數L L：與線圈的大小、形狀、圈數及有無：與線圈的大小、形狀、圈數及有無鐵心有關鐵心有關5 5、磁場具有能量、磁場具有能量IELt 課堂訓練課堂訓練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，L是電感線圈，是電感線圈，A1、A2是規格相同的是規格相同的燈泡，燈泡，R的阻值與的阻值與L的直流電阻值相同。的直流電阻值相同。當開關由斷開到合上時，觀察到的自當開關由斷開到合上時，

12、觀察到的自感現象是感現象是 比比 先亮，最后達到先亮，最后達到同樣亮。同樣亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上圖中，電阻、上圖中，電阻R的電阻值和電感的電阻值和電感L的自感系數都很的自感系數都很大，但大，但L的直流電阻值很小，的直流電阻值很小，A1、A2是兩個規格相同是兩個規格相同的燈泡。則當電鍵的燈泡。則當電鍵S閉合瞬間，閉合瞬間， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2A2A1 課堂訓練課堂訓練3、如圖所示的電路中，、如圖所示的電路中，D1和和D2是是兩個相同的小燈泡，兩個相同的小燈泡，L是一個自感是一個自感系數相當大的線圈，其阻值與系數相當大的線圈，其阻值與R相相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡同。在電鍵接通和斷開時，燈泡D1和和D2亮暗的順序是亮暗的順序是A. 接通時接通時D1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D1后滅后滅B. 接通時接通時D2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D2后滅后滅C. 接通時接通時D1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D2后滅后滅D. 接通時接通時D2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D1后