Transcript 第七节自感现象及其应用

第七节互感和自感现象
横山桥高级中学
朱文龙
在“探究感应电流的产生条件”的实验中，
改变通过小线圈A的电流大小，我们会
发现大线圈B就能产生感应电流。对这个
现象我们是如何解释的？
小线圈的电流变化
小线圈中电流激发的磁场变化
穿过大线圈的磁通量发生变化
闭合回路产生感应电流。
一、互感现象
1. 当一个线圈中电流变化，在另一个线
圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象中产生的感应电动势，称为
互感电动势。
2. 应用：变压器
思考提问
• 1、互感是一种常见的电磁感应现象,利用互
感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个
线圈.
• 2问题提出：在电磁感应现象中，有一种叫做
自感现象的特殊情形，这又是一种什么样的
电磁感应现象呢？
(一)、自感现象：
【演示实验1】通电自感现象。
现象：在闭合开关S的瞬间，灯2立刻正常光．而
灯1却是逐渐从暗到明，要比灯2迟一段时间正常
发光．如何来解释这种现象呢?
分析： 由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应
电动势，这个感应电动势的作用是阻碍磁通量的增加，
即与原来所加电压相反，阻碍线圈中电流的增加，故
通过与线圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值，
它的亮度只能慢慢增加．
I’
【演示实验2】断电自感现象。
I’
I2
I1
现象:开关断开时，灯泡不是立即熄灭，而是先闪亮
一下，然后熄灭。如何来解释这现象?
分析： 由于线圈L自身的磁通量减小时，而产生了感
应电动势，这个感应电动势的作用是阻碍磁通量的减
小，即与原来所加电压相同，阻碍线圈中电流的减
小，故通过与线圈串联的灯泡的电流不能立即减小到
最小值，它的亮度只能慢慢变暗．
一、自感现象
归纳总结：当导体中的电流发生变化时，导体
本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍
导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的
电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自
感现象。这种现象中产生的感应电动势，叫做
自感电动势。
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
I1
L
A
a
I2 R
I1
E K
图 3
b
二、 自感系数L
1、自感电动势的大小：
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一
样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。
而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引
起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快
慢有关。
Δφ
ΔI
E
L
Δt
Δt
2、自感系数：L称为线圈的自感系数，简称
自感或电感。L的大小跟线圈的形状、长短、
匝数、有无铁芯有关。
单位：亨利(H)
1H=103mH=106μH
三、自感现象的防止及应用：
1、日光灯原理（应用）
日光灯的构造
镇流器的作用——是自感系数很大的带
铁心的线圈，启动时，产生高电压，帮助点
燃； 正常工作时的线圈起降压限制电流作用，
保护灯管。
启动器的作用——
自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。
正常工作时不起作用，可以去掉。
2、电阻双线绕法（防止）
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
系数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
圈中产生的自感电动势也越大；
D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，
两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今
合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，
这电动势（
） D
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2 I0
提示：线圈中的电流不能突变
L
I0
S
R
R
3、 如图示电路，合上S时，发现两电流表都向
右偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针
的偏转情况是：（A
）
A. A1向左，A2向右
B. A1向右，A2向左
S
R2
C. A1 、A2都向右
D. A1 、A2都向左
R1
A1
A2
L
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右
断开S的瞬间， L中电流不能突变，仍然向右，
通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方
向与原来相反。
所以 A1向左，A2向右
 4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为
电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和
断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小
关系是（ B ）
A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；
B、接通时I2<I1，断开时I1=I2；
C、接通时I1>I2，断开时I1<I2；
D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
S
R2
R1
A1
A2
L
5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线
圈，电阻不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都
正常发光，则在开关合上和断开时 （ B ）
A、两灯同时亮，同时灭
B、合上S，B比A先达到正常发
光状态
C、断开S，AB两灯都不会立即
灭，通过AB两灯的电流方向都与原电
流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮一下后，再熄灭
[课堂热身]
1.如图所示，L是一个带铁芯的线圈，R是纯电阻器，
两条支路的直流电阻相等，则（
）
A.开关闭合时，电流表A1的示数一定小于A2的示数
B.开关闭合时，电流表A1的示数可能大于A2的示数
C.开关断开时，电流表A1的示数总是大于A2的示数
D.开关断开时，电流表A1的示数总是等于A2的示数
L
A1
R
A2
2.如下图所示，L是电阻忽略不计的电感线圈，
那么
A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电
C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D.由于线圈电阻不计，电容被短路，上述三种情况下
R
两板都不带电。
A
L
B
S
课堂小结
第七节自感现象
1.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的
电磁感应现象
（1）通电自感
（2）断电自感
2.自感电动势：在自感现象中产生的电动势
（1）决定因素
（2）物理意义
3．自感现象的利弊
课堂练习：
1、关于自感现象，正确的说法是：（ D ）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感
系数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线
圈中产生的自感电动势也越大；
D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，
两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今
合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，
这电动势（
）D
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到2 I0
L
I0
S
提示：线圈中的电流不能突变
R
R
3、 如图示电路，合上S时，发现电流表A1向左
偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、 A2指针的
偏转情况是：（ B ）
A. A1向左，A2向右
B. A1向右，A2向左
S
R2
C. A1 、A2都向右
D. A1 、A2都向左
R1
A1
A2
L
解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右，指针左偏
断开S的瞬间， L中电流不能突变， A2向左偏，
通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方
向与原来相反，指针右偏。
所以 A1向右，A2向左
4、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两
条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬
间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是（
B
）
A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；
B、接通时I2<I1，断开时I1=I2；
S
C、接通时I1>I2，断开时I1<I2；
D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
R1
R2
A1
A2
L
5、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻
不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在
开关合上和断开时 （ B ）
A、两灯同时亮，同时灭
B、合上S，B比A先达到正常发光状态
C、断开S，AB两灯都不会立即
灭，通过AB两灯的电流方向都
与原电流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮
一下后，再熄灭