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(共20張PPT)
梁寧 內(nèi)蒙古師范大學(xué)
第5節(jié)：互感和自感
人教版(2019年)高中物理選擇性必修第二冊
第二章 電磁感應(yīng)
物理也瘋狂
目錄
互感現(xiàn)象
01.
自感現(xiàn)象
02.
自感系數(shù)
03.
磁場的能量
04.
新課引入
當(dāng)手機(jī)靠近無線充電基座時，兩者并未接觸，手機(jī)為什么能夠被充電呢？
互感現(xiàn)象
01.
把兩個沒有導(dǎo)線相連的線圈套在一起，當(dāng)一個線圈中電流變化時，另一個線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫做互感，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。
互感現(xiàn)象
01.
利用互感現(xiàn)象可以將能量從一個線圈傳遞到另一個線圈，變壓器、無線充電技術(shù)都是利用了互感現(xiàn)象。
無線充電
變壓器
耳機(jī)充電倉
互感現(xiàn)象
01.
互感現(xiàn)象不僅可以發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，要設(shè)法減小互感。
電路板抗干擾布線
加油站禁止打電話
自感現(xiàn)象
02.
思考：互感現(xiàn)象發(fā)生在兩個靠近的繞同一鐵芯的線圈或相互靠近的電路中，那么當(dāng)線圈的電流發(fā)生變化時，產(chǎn)生的變化磁場能否在自己的回路中也產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？
自感現(xiàn)象
02.
觀察兩個燈泡的發(fā)光情況
通電自感
自感現(xiàn)象
02.
原因：由于線圈L自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢總是阻礙磁通量的變化，即阻礙線圈中電流的變化，故通過A1的電流不能立即增大，燈A1的亮度只能慢慢增加，最終與A2相同。
感應(yīng)電動勢阻礙電流的增加
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
自感現(xiàn)象
02.
觀察開關(guān)斷開時燈泡的亮度
斷電自感
自感現(xiàn)象
02.
原因：開關(guān)S斷開瞬間，線圈L由于自感現(xiàn)象產(chǎn)生電動勢，相當(dāng)于電源，給A燈提供短暫的電流
當(dāng)RL≥RA, 則IL≤IA則，燈泡就會緩慢的熄滅
當(dāng)RLIA，燈泡就會閃亮一下再熄滅
自感現(xiàn)象
02.
自感系數(shù)
03.
自感系數(shù)
自感電動勢是由于自感現(xiàn)象而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，也屬于感應(yīng)電動勢，同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律：
自感系數(shù)
03.
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
亨利（H）
1.物理意義:
3.單位：
描述線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量
毫亨（m H） 微亨（μH） 1H=103mH=106 μH
甲 一條導(dǎo)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
自感系數(shù)
03.
拓展學(xué)習(xí)：線圈的幾何結(jié)構(gòu)
線圈的匝數(shù)
01
線圈匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大，自感效應(yīng)越顯著，如變壓器中的線圈匝數(shù)對自感影響顯著。
線圈的半徑
02
線圈半徑增大，線圈的自感系數(shù)也會增加，因為磁通量與半徑的平方成正比。
線圈的長度
03
線圈長度增加，自感系數(shù)通常會減小，因為磁通量的路徑變長，相互耦合減少。
磁場的能量
04.
斷開開關(guān)后，電流不會立即消失，線圈中還會存在電流，能量儲存在電流周圍的磁場中；當(dāng)開關(guān)閉合時，電流從無到有，磁場也從無到有，電源的能量會輸送給磁場，同樣儲存在磁場中。
磁場的能量
04.
自感電動勢有阻礙線圈中電流變化的性質(zhì)，線圈的自感系數(shù)越大，這種現(xiàn)象越明顯，越能體現(xiàn)電的"慣性"。
接通電源：自感電動勢阻礙線圈中電流的增加
電源斷開：自感電動勢阻礙線圈中電流的減小
配套習(xí)題
05.
【參考答案】C
手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機(jī)電池充電。在充電過程中（　　）
A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場是恒定的
B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變
C．送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞
D．手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失
配套習(xí)題
05.
【參考答案】B

配套習(xí)題
05.
【參考答案】B

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