高中物理 第六節(jié) 自感課件 粵教版選修32

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1、6 自感 各種用途的線圈元件各種用途的線圈元件 在無線電技術(shù)及電器元件中，經(jīng)常用到線圈，在無線電技術(shù)及電器元件中，經(jīng)常用到線圈，當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化的時候，穿過線圈的磁通當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化的時候，穿過線圈的磁通量也要發(fā)生變化，在線圈自身中是不是也要產(chǎn)生電量也要發(fā)生變化，在線圈自身中是不是也要產(chǎn)生電動勢呢？動勢呢？1.1.了解自感現(xiàn)象及自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因了解自感現(xiàn)象及自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因. .2.2.知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念自感系自感系數(shù)，了解影響其大小的因素數(shù)，了解影響其大小的因素. .（重點）（重點）3.3.了解在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中有關(guān)自感現(xiàn)象了解在日常

2、生活和生產(chǎn)技術(shù)中有關(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用情況的應(yīng)用情況. . 當(dāng)電路被切斷的瞬間當(dāng)電路被切斷的瞬間, ,會產(chǎn)生很大的電動勢，會燒會產(chǎn)生很大的電動勢，會燒壞開關(guān)，危及工作人員的安壞開關(guān)，危及工作人員的安全全. .所以，有線圈的大電流所以，有線圈的大電流場所場所, ,我們不要輕易用手來我們不要輕易用手來直接斷開開關(guān)直接斷開開關(guān). . 通電自感演示通電自感演示現(xiàn)象分析：現(xiàn)象分析：閉合開關(guān)閉合開關(guān), ,通過線圈通過線圈L L的電的電流從無到有流從無到有, ,逐漸增大逐漸增大, ,穿穿過線圈的磁通量也逐漸增過線圈的磁通量也逐漸增大大, ,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，線圈中定律和楞次定律

3、，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢阻礙原產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢阻礙原電流的變化，因此，電流的變化，因此，上面上面的燈先亮，下面的燈逐漸的燈先亮，下面的燈逐漸亮起來亮起來. .在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點擊播放點擊播放斷電自感演示斷電自感演示開關(guān)斷開時，燈泡和線圈兩個支路的電流均減小，穿過線圈開關(guān)斷開時，燈泡和線圈兩個支路的電流均減小，穿過線圈的磁通量也減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生感的磁通量也減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，阻礙原電流的減小應(yīng)電動勢，阻礙原電流的減小.由楞次定律知，產(chǎn)生的電動勢由楞次定律知，產(chǎn)生的電動勢與原電流的方向同向，相當(dāng)于電

4、源與燈泡組成閉合回路，因與原電流的方向同向，相當(dāng)于電源與燈泡組成閉合回路，因此，燈泡不會立即熄滅，而是逐漸熄滅此，燈泡不會立即熄滅，而是逐漸熄滅.一、自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象1.1.由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感. .2.2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢. .自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化. .注意：注意：“阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來怎么變，電流原來怎么變化還是怎么變化，只是變化變慢了，即對電流的化還是怎么變化

5、，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用變化起延遲作用. .二、自感系數(shù)二、自感系數(shù)1.1.自感電動勢的大?。鹤愿须妱觿莸拇笮。号c電流的變化率成正比與電流的變化率成正比2.2.自感系數(shù)自感系數(shù)L: L: 簡稱自感或電感簡稱自感或電感 IE = L t3.3.自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動勢的能自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力力（1 1）決定線圈自感系數(shù)的因素：）決定線圈自感系數(shù)的因素： （2 2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號是）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號是H.H.常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（mHmH） 微亨（微亨（H H） 實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，

6、自感系實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大數(shù)越大.另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多鐵芯時大得多.插入鐵芯的線圈自感系數(shù)變大插入鐵芯的線圈自感系數(shù)變大Joseph Henry Joseph Henry (1797(17971878)1878)約瑟夫約瑟夫亨利亨利 （Henry Joseph Henry Joseph 1797-18781797-1878）, ,美國科學(xué)家美國科學(xué)家. .亨利出生亨利出生在紐約州奧爾巴尼一個貧窮的工人家在紐約州奧爾巴尼一個貧窮的工人家庭庭.13.13歲失學(xué)，后來在鐘表鋪當(dāng)學(xué)徒歲失學(xué)，后來在鐘表鋪當(dāng)學(xué)徒.

7、 .他刻苦自學(xué)，掌握了中學(xué)應(yīng)學(xué)的各科他刻苦自學(xué)，掌握了中學(xué)應(yīng)學(xué)的各科知識知識,22,22歲才入大學(xué)深造歲才入大學(xué)深造. .他是以電感他是以電感單位單位“亨利亨利”留名的大物理學(xué)家留名的大物理學(xué)家. .在在電學(xué)上有杰出的貢獻電學(xué)上有杰出的貢獻. .他發(fā)明了繼電他發(fā)明了繼電器（電報的雛形），比法拉第更早發(fā)器（電報的雛形），比法拉第更早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但卻沒有及時去現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但卻沒有及時去申請專利申請專利.1830.1830年年8 8月，亨利在實驗中月，亨利在實驗中已經(jīng)觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這比法已經(jīng)觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這比法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象早一年拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象早一年. .

8、什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅呢？什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅呢？ 在開關(guān)斷開的瞬間，含有線圈在開關(guān)斷開的瞬間，含有線圈L L的支路中，線的支路中，線圈圈L L相當(dāng)于電源，電流相當(dāng)于電源，電流I I1 1不能立即減為不能立即減為0 0，而是逐漸，而是逐漸減小，和含有燈減小，和含有燈A A2 2 或燈或燈A A的支路構(gòu)成閉合回路，如的支路構(gòu)成閉合回路，如果果I I1 1大于原來通過燈大于原來通過燈A A2 2或或A A的電流的電流I I2 2 ，則燈，則燈A A2 2或或A A就就會閃亮一下再熄滅會閃亮一下再熄滅. .自感系數(shù)很大的電路，有時會產(chǎn)生危害：自感系數(shù)很大的電路，有時會產(chǎn)生危害：日光

9、燈結(jié)構(gòu)：日光燈結(jié)構(gòu)：三、自感現(xiàn)象應(yīng)用三、自感現(xiàn)象應(yīng)用日光燈日光燈日光燈的工作原理日光燈的工作原理在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點擊播放在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點擊播放1.1.日光燈啟動時需要一個瞬時日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需要一個高壓，正常發(fā)光時又需要一個低于低于220V220V的工作電壓的工作電壓. .2.2.自感系數(shù)較大的線自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時能產(chǎn)生瞬時高壓，時能產(chǎn)生瞬時高壓，可誰來充當(dāng)自動開關(guān)？可誰來充當(dāng)自動開關(guān)？啟動器啟動器 E自自 EE自自+EL A1.1.啟動時產(chǎn)生瞬時高壓啟動時產(chǎn)生瞬時高壓2.2.工作時降壓限流工作時降壓限

10、流鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用例例1.1.如圖所示，當(dāng)電鍵閉合后，如圖所示，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A A1 1的電流隨時間變化的的電流隨時間變化的圖像為圖像為 _圖；通過燈泡圖；通過燈泡A A2 2的電的電流隨時間變化的圖像為流隨時間變化的圖像為_圖圖. .C CA AItItItItA B C D0 00 00 00 0A.A.使電路的電流減小，最后使電路的電流減小，最后I I0 0減小為零減小為零B.B.有阻礙電流增大的作用，最后電流小于有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I I0 0C.C.有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變D.D.有阻礙電

11、流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)橛凶璧K電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)?I2I0 0例例2.2.如圖所示，兩個電阻均為如圖所示，兩個電阻均為R R，電感，電感線圈線圈L L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計，的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計，S S原來斷開，電路中電流原來斷開，電路中電流 , ,現(xiàn)將現(xiàn)將S S閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動勢，閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動勢，此自感電動勢的作用是（此自感電動勢的作用是（ ）0EI =2RD D例例3.3.如圖所示，如圖所示，S S為啟動器，為啟動器，L L為鎮(zhèn)流器，其中日為鎮(zhèn)流器，其中日光燈的接線圖正確的是：（光燈的接線圖正確的是：（ ） D D1.1

12、.由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象. .2.2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢. .（1 1）自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化）自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化. .（2 2）自感電動勢大小：）自感電動勢大?。?.3.自感系數(shù)自感系數(shù)L L：與線圈的形狀、體積、匝數(shù)以及有無鐵芯：與線圈的形狀、體積、匝數(shù)以及有無鐵芯有關(guān)有關(guān). .自感系數(shù)的單位：亨利自感系數(shù)的單位：亨利 符號：符號：H H4.4.自感的典型應(yīng)用自感的典型應(yīng)用日光燈日光燈IE=Lt1.1.關(guān)

13、于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）A.A.感應(yīng)電流一定和原電流方向相反感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B.B.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大時，其自感系數(shù)一線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大時，其自感系數(shù)一定較大定較大C.C.對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感系數(shù)較大感系數(shù)較大D.D.對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感電動勢較大感電動勢較大D D L A1R A2 S R12.2.演示自感的實驗電路圖如圖所示，演示自感的實驗電路圖如圖所示，L L是是電感線圈，電感線圈，A A

14、1 1、A A2 2是規(guī)格相同的燈泡，是規(guī)格相同的燈泡，R R的阻值與的阻值與L L的直流電阻值相同的直流電阻值相同. .當(dāng)開關(guān)由當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達到同樣亮先亮，最后達到同樣亮. .若電阻若電阻R R的電阻值和電感的電阻值和電感L L的自感系數(shù)都很大，但的自感系數(shù)都很大，但L L的直流的直流電阻值很小，電阻值很小，A A1 1、A A2 2是兩個規(guī)格相同的燈泡是兩個規(guī)格相同的燈泡. .則當(dāng)電鍵則當(dāng)電鍵S S閉閉合的瞬間合的瞬間, , 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮. . A A2 2A A1 1A A2 2A A

15、2 2A A1 1A A1 13.3.如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，D D1 1和和D D2 2是兩是兩個相同的小燈泡，個相同的小燈泡，L L是一個自感系是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R R相同相同. .在電鍵接通和斷開時，燈泡在電鍵接通和斷開時，燈泡D D1 1和和D D2 2亮暗的順序是亮暗的順序是 （ ）A.A.接通時接通時D D1 1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D D1 1后滅后滅B.B.接通時接通時D D2 2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D D2 2后滅后滅C.C.接通時接通時D D1 1先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D D2 2后滅后滅

16、D.D.接通時接通時D D2 2先達最亮，斷開時先達最亮，斷開時D D1 1后滅后滅D1 D2L RSA A4.4.如圖所示，如圖所示，L L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會有（后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會有（ ）A.A.燈燈A A立即熄滅立即熄滅 B.B.燈燈A A慢慢熄滅慢慢熄滅C.C.燈燈A A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D.D.燈燈A A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA A5.5.如圖所示，若線圈如圖所示，若線圈L L的電阻的電阻R RL L與燈泡與燈泡A A的電阻的電阻R RA

17、 A相等，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時相等，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為間的變化圖像為_圖，通過燈泡的電流隨時間圖，通過燈泡的電流隨時間的變化圖像為的變化圖像為_圖；圖；若若R RL L遠小于遠小于R RA A，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為化圖像為_圖，通過燈泡的電流圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為_圖圖. .A AC CB BD DA B C DItItItItO OO OO OO O6.6.在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示其道理引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示其道理是（是（ ）A A當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消B B當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C C當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消當(dāng)電路中電流變化時兩導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消D D以上說法都不對以上說法都不對C C正如樹枝和樹干連接在一起那樣，脫離樹干的樹枝很快就會枯死.奧涅格