高中物理選擇性必修第二冊(cè)

人教版4互感和自感1.知道互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。2.觀察通電自感和斷電自感實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,了解自感現(xiàn)象中自感電動(dòng)勢(shì)的作用。3.理解自感系數(shù)和自感系數(shù)大小的決定因素。4.能舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。1.互感現(xiàn)象及互感電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)相互靠近的線圈之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連,但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流①

變化

時(shí),

它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫作互感,

這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作②

互感電動(dòng)勢(shì)

。2.互感現(xiàn)象的應(yīng)用利用互感現(xiàn)象可以把③

能量

由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈,④

變壓器

就

是利用互感現(xiàn)象制成的。1|互感現(xiàn)象3.互感現(xiàn)象的危害互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)相互靠近的電路之間,在電力工程和電子電路中,有時(shí)

會(huì)影響電路的正常工作。導(dǎo)師點(diǎn)睛互感現(xiàn)象是一種常見(jiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,遵循楞次定律和法拉第電磁感

應(yīng)定律。法拉第心系“磁生電”,發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)就是互感。2|自感現(xiàn)象、自感系數(shù)自感現(xiàn)象當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在線圈

本身激發(fā)出⑤

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

,這種現(xiàn)象稱(chēng)為自感自感電動(dòng)勢(shì)定義由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小正比于電流的⑥

變化率

公式E=⑦

L

(式中L表示自感系數(shù))方向判斷遵循⑧

楞次定律

自感系數(shù)物理意義表示線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)的大小大小的決定因素與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及⑨

是否有鐵芯

等因素有關(guān)單位國(guó)際單位制單位是亨利,簡(jiǎn)稱(chēng)亨,符號(hào)是H。常用的還有毫亨(mH)和微亨(μH),1H=103mH=106μH易錯(cuò)警示(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。(2)通過(guò)線圈的電流不

能發(fā)生突變,只能緩慢變化。(3)電流穩(wěn)定時(shí),自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越明顯,自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過(guò)程的進(jìn)行,但它不能使過(guò)程停止,更不能使過(guò)程反向。自感現(xiàn)象中的磁場(chǎng)能量(1)線圈中電流從無(wú)到有時(shí),磁場(chǎng)從無(wú)到有,這可以看作電源把能量輸送給⑩

磁場(chǎng)

,儲(chǔ)存在

磁場(chǎng)

中。(2)線圈中電流減小時(shí),

磁場(chǎng)

中的能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)化為電能電的“慣性”自感電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中的

電流變化

3|磁場(chǎng)的能量1.自感現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的方向一定和原電流方向相反。

(

?)根據(jù)楞次定律可知,當(dāng)線圈中電流增大時(shí),感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反;當(dāng)線

圈中電流減小時(shí),感應(yīng)電流的方向與原電流方向相同。2.一個(gè)線圈中的電流均勻增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)也均勻增大。

(

?)由E=L

可知,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流均勻增大時(shí),線圈的自感電動(dòng)勢(shì)E不變。3.線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí),其自感系數(shù)一定較大。

(

?)自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)決定,與自感電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)。4.對(duì)于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時(shí),線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大。

(√)5.當(dāng)線圈中電流減小時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流方向相反。

(

?)6.當(dāng)線圈中電流增大時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流方向相反。

(

√)判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“?”。|自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象情境1

法拉第是英國(guó)的一名著名的物理學(xué)家、化學(xué)家。法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了

“磁生電”現(xiàn)象:如圖,他把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上,一個(gè)線圈A接到電源上,另

一個(gè)線圈B用長(zhǎng)直導(dǎo)線連通,長(zhǎng)直導(dǎo)線正下方平行于導(dǎo)線放置一個(gè)小磁針。

情境2行駛在大街上的無(wú)軌電車(chē)拖著兩條長(zhǎng)長(zhǎng)的“辮子”。當(dāng)?shù)缆凡黄杰?chē)身顛簸時(shí),

“辮子”瞬間脫離電網(wǎng)線,在“辮子”與電網(wǎng)線之間就會(huì)閃現(xiàn)電火花,同時(shí)發(fā)出

“啪、啪”的響聲。問(wèn)題1.情境1中,兩個(gè)線圈并沒(méi)有用導(dǎo)線連接,當(dāng)A線圈電路中的開(kāi)關(guān)閉合時(shí),在另一個(gè)線

圈B下方的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?為什么?提示:會(huì)。開(kāi)關(guān)閉合瞬間,A中電流從無(wú)到有,電流發(fā)生變化,變化的電流周?chē)嬖诖?/p>

場(chǎng),穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),線圈B中有電流產(chǎn)生,所以小磁

針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2.情境1中,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象被

稱(chēng)為什么?提示:互感現(xiàn)象。3.情境2中,“辮子”與電網(wǎng)線之間為什么會(huì)閃現(xiàn)電火花?提示:車(chē)弓脫離電網(wǎng)線的瞬間電流減小,由于自感現(xiàn)象,產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)很大,使

車(chē)弓與電網(wǎng)線之間的空氣被電離,從而產(chǎn)生電火花。

通電自感斷電自感自感電路

器材規(guī)格A1、A2燈同規(guī)格,R=

,L1的自感系數(shù)較大L2的自感系數(shù)很大自感現(xiàn)象在S閉合瞬間,A2燈立即亮起來(lái),A1燈逐漸變亮,最終兩燈一樣亮先閉合開(kāi)關(guān),使燈泡發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),A燈漸漸熄滅通電自感和斷電自感的比較產(chǎn)生原因開(kāi)關(guān)閉合時(shí),流過(guò)線圈L1的電流迅速增大,使線圈L1產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的增大,流過(guò)A1燈的電流比流過(guò)A2燈的電流增大得慢,又R=

,最終流過(guò)兩燈的電流一樣大斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),流過(guò)線圈L2的電流迅速減小,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間。在S斷開(kāi)后,通過(guò)L2的電流會(huì)通過(guò)A燈(與原來(lái)A燈的電流方向相反),A燈不會(huì)立即熄滅。若

<RA,原來(lái)的電流

>IA,則A燈熄滅前要閃亮一下;若