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(共21張PPT)
第二章 電磁感應
第4講 互感和自感
兩個線圈A、B之間并沒有導線相連，線圈A與手機（或MP3等）的音頻輸出端連接，線圈B與擴音器的輸入端連接。把線圈A插入線圈B時就能在擴音器上聽見由手機輸出的聲音，這是為什么？
問題？
A
B
互感現(xiàn)象
利用互感現(xiàn)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。
互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫互感電動勢
v
城鄉(xiāng)變壓器
收音機里的磁性天線
互感現(xiàn)象的應用
互感現(xiàn)象的危害
手機發(fā)射出的無線電波（射頻電磁輻射），能使接受無線電的天線感生射頻電流。當射頻電流在金屬導體間環(huán)流時，遇有銹蝕或接觸不良，就會產(chǎn)生射頻火花。
互感現(xiàn)象能發(fā)生在兩個相互靠的很近的電路之間，有時會影響電路工作，因此也要設法減小電路間互感的影響。
互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要求設法減小電路間的互感。
1、（多選）目前無線電力傳輸已經(jīng)比較成熟，如圖所示為一種非接觸式電源供應系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應原理可無線傳輸電力，兩個感應線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示利用這一原理，可以實現(xiàn)對手機進行無線充電。下列說法正確的是（ ）
A.若A線圈中有電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應電動勢
B.只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應電動勢
C.A中電流越大，B中感應電動勢越大
D.A中電流變化越快，B中感應電動勢越大
BD
練習
線圈中電流發(fā)生變化，是否也會在自己的回路里產(chǎn)生電動勢？
自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢，叫做自感電動勢。
當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應電動勢的現(xiàn)象。
探究一：自感現(xiàn)象—通電自感
實驗目的：在有自感線圈電路中，觀察燈泡通電下的發(fā)光情況
實驗器材：自感線圈、電源、開關、導線、小燈泡、電阻箱等
實驗探究：自感現(xiàn)象
實驗步驟及原理圖：
① A1、A2，使用規(guī)格完全一樣的燈泡。
②閉合電鍵S，調節(jié)變阻器R和R1，使A1、A2，亮度相同且正常發(fā)光。
③然后斷開開關S。
④重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象
實驗探究：自感現(xiàn)象
現(xiàn)象：在閉合開關S瞬間，燈A2立刻正常發(fā)光，A1卻緩慢發(fā)光，比A2遲一會兒才正常發(fā)光。
B原
B感
E感
接通電源，通過電感線圈電流增加，線圈中磁通量增加，線圈發(fā)生自感現(xiàn)象，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原磁通量增加，阻礙線圈中的電流達到正常值。所以與電感串聯(lián)的A1不會立刻亮起來，而是隨著電流的增大逐漸亮起來。
探究二：自感現(xiàn)象—斷電自感
實驗目的：在有自感線圈電路中，觀察開關斷開時燈泡的亮度
實驗器材：自感線圈、電源、開關、導線、小燈泡等
實驗探究：自感現(xiàn)象
實驗步驟及原理圖：
按圖連接電路。
先閉合開關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關。
注意觀察開關斷開時燈泡的亮度。
1.電源斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應電動勢。感應電動勢的作用是使線圈L中的電流減小得更快些還是更慢些？
2.產(chǎn)生感應電動勢的線圈可以看作一個電源，它能向外供電。由于開關已經(jīng)斷開，線圈提供的感應電流將沿什么路徑流動？
實驗探究：自感現(xiàn)象
現(xiàn)象：在斷開S后，燈A先閃了一下，再緩慢變暗。
斷開電源，通過電感線圈電流減少，線圈中磁通量減少，線圈發(fā)生自感現(xiàn)象，產(chǎn)生感應電動勢，阻礙原磁通量減少，阻礙線圈中的電流減少。所以產(chǎn)生與原電流方向相同的電流，使得燈A緩慢變暗。
想一想：為什么會先閃亮一下，再緩慢變暗？
B原
B感
E感
A．在電路（a）中，斷開S，D將漸漸變暗
B．在電路（a）中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗
C．在電路（b）中，斷開S，D將漸漸變暗
D．在電路（b）中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗
2、如圖（a）、（b）中，電阻R和自感線圈L的電阻值相等，接通S，使電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，燈泡D發(fā)光，則(　　)
AD
練習
自感電動勢
磁場的強弱正比于電流的強弱
自感系數(shù)
L越大，E越大，對電流阻礙越大
（2）決定因素
線圈的圈數(shù)
是否有鐵芯
線圈的大小
線圈的形狀
（1）物理意義:
描述線圈產(chǎn)生自感電動勢本領大小的物理量
甲 一條導線彎了幾匝的線圈
乙 空芯線圈
丙 在鐵芯上繞了幾千匝的線圈
甲
乙
丙
亨利（H）
（3）單位：
自感系數(shù)
約瑟夫·亨利
Henry Joseph
1797-1878
美國著名物理學家；
1867年起，任美國科學院第一任院長;
1829年制成了能提起一噸重鐵塊的電磁鐵；
1830年發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，比法拉第早一年；
1832年發(fā)現(xiàn)了電流的自感現(xiàn)象；
……
從來不申請專利
無償貢獻給社會
約瑟夫·亨利
磁場的能量
當開關閉合時
線圈中的電流從無到有，其中的磁場也是從無到有，這可以看作電源把能量輸送給磁場，儲存在磁場中。
當開關斷開時
線圈中的電流并未立即消失，線圈中有電流，有電流就有磁場，能量儲存在磁場中，并把磁場中的能量轉化成電能。
當線圈剛剛接通電源的時候，自感電動勢阻礙線圈中電流的增加；
當電源斷開的時候，自感電動勢又阻礙線圈中電流的減小。
線圈的自感系數(shù)越大，這個現(xiàn)象越明顯，線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”。
練習與應用
1. 右是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起，構成一個閉合電路。在斷開開關S的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵D拉起而使觸頭C（連接工作電路）離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作。延時繼電器就是因此而得名的。
（1）請解釋：當開關S斷開后，為什么電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段時間？
（2）如果線圈B不閉合，是否會對延時效果產(chǎn)生影響？為什么？
（1）當開關斷開后 ，使線圈中的電流減小并消失時，穿過線圈的磁通量減小 ，因而在線圈中將產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場要阻礙原磁場的減小，這樣就使鐵芯中磁場減弱得慢些，即在開關斷開后一段時間內(nèi)，鐵芯中還有逐漸減弱的磁場，這個磁場對銜鐵依然有力的作用，因此，彈簧不能立即將銜鐵拉起。
練習與應用
1. 右是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起，構成一個閉合電路。在斷開開關S的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵D拉起而使觸頭C（連接工作電路）離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作。延時繼電器就是因此而得名的。
（1）請解釋：當開關S斷開后，為什么電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段時間？
（2）如果線圈B不閉合，是否會對延時效果產(chǎn)生影響？為什么？
（2）如果線圈B不閉合，不會產(chǎn)生延時效果。在開關S斷開時，線圈A中電流減小并很快消失，線圈 B中只有感應電動勢而無感應電流，鐵芯中的磁場很快消失，磁場對銜鐵D的作用力也很快消失，彈簧 K很快將銜鐵D拉起.
練習與應用
2. 如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個相同的小燈泡。
（1）當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B兩個燈泡的亮度將如何變化？請作出解釋。
（2）當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B兩個燈泡的亮度又將如何變化？請作出解釋。
（1）當開關S由斷開變?yōu)殚]合，由于線圈的自感作用，通過線圈的電流由0逐漸增大，A、B同時發(fā)光，然后A燈由亮變得更為明亮，B燈逐漸變暗，直到不亮。
（2）當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，發(fā)生斷電自感現(xiàn)象，A燈不亮，B燈突然變亮再逐漸變暗直到不亮。
課后作業(yè)
1、完成必刷題相應練習。

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