河北省沙河市二十冶综合学校高中分校高中物理互感和自感

河北省沙河市二十冶综合学校高中分校高中物理互感和自感

第六节 互感和自感 ‎ 学习目标 ‎1．知道什么是互感现象和自感现象。‎ ‎2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。‎ ‎3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。‎ ‎4．能够通过电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。‎ 教学重点 自感现象的分析、自感系数 教学难点 自感现象的分析、自感系数 学习过程 探究一、互感现象 问题：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当 一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生 感应电动势呢？‎ 总结 ‎1、互感现象内容：‎ ‎2、应用和危害：‎ 应用：‎ 危害：‎ ‎3、注意：.互感现象是一种常见的电磁感应 现象，不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。‎ 探究二、自感现象 1、 自感现象内容：‎ ‎2、实验分析：‎ 演示实验1：如下图 此实验中：A1、A2 使用规格完全一样的灯泡，先闭合开关S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光。然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？‎ 注意观察：在开关再次闭合的过程中两个灯泡的发光情况 现象：‎ 思考:为什么A1较慢的亮起来?‎ 解释:‎ 演示实验2：如下图接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？‎ 现象：‎ 思考：为什么会出现这样的现象呢？‎ 解释:‎ ‎3、自感电动势的方向：‎ ‎4、自感系数：‎ 实验表明：磁场的强弱正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化，可以说自感电动势正比于电流的变化率，写成等式即__________‎ ‎（1）自感系数：自感系数L简称 或 ‎（2）决定因素：它跟线圈的 、 、 ，以及是否有 等因素有关。线圈的横截面积越____、线圈绕制得越__ __、匝数越_____，它的自感系数越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_____得多。‎ ‎（3）单位： ，符号是 常用的还有毫亨（mH）和微亨（μH）‎ 换算关系是1 H=_________mH=________μH ‎（4）物理意义：表征线圈产生自感电动势大小本领的物理量。‎ 探究三、磁场的能量 ‎1、磁场的能量：自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有，电源把能量输送给线圈，储存在线圈中；电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能。‎ ‎2、电的“惯性”：当线圈刚刚接通电源的时候，自感电动势阻碍线圈中电流的增加；当线圈中已经有了电流而电源断开或电流变弱的时候，自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。线圈的自感系数越大，这个现象越明显。‎ 巩固练习 ‎1、如图所示甲、乙电路，电阻R和自感线圈L的电阻都很小.接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（ ）‎ A.在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗 B.在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C.在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗 D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 ‎2、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是（ ）‎ A.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，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭 D.断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 ‎3、如图所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡.当电键K闭合时，下面所叙述的情况中正确的是（ ）‎ A.A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭 B.B灯比A灯先亮，然后B灯熄灭 C.A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 D.A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 ‎4、如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡.随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）（ ）‎ A、S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样 亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮 B、S闭合，L1不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮 C、S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；‎ S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭 D、S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变 得更亮；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭 ‎6、如图‎4-6-5‎所示两个电阻均为R，L的电阻及电池内阻均可忽略，S原来断开，电路中电流I0= ，现将S闭合，于是电路中产生自感电动势，此自感电动势的作用是（ ）‎ A、使电路的电流减小，最后由I0减到零 B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0‎ C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2 I0 ‎