互感和自感 復(fù)習(xí)回顧 1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的條件是什么 磁通量發(fā)生變化 當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電流表中有沒有電流 電能是哪里來的 當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí) 它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 互感電動(dòng)勢(shì) 這種現(xiàn)象叫做互感 一 互感現(xiàn)象 看圖回答以下問題 1 螺線管中有無磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與電流有無關(guān)系 2 當(dāng)電流變化時(shí) 螺線管中的磁場(chǎng)是否變化 3 當(dāng)電流變化時(shí) 通過螺線管中的磁通量是否變化 4 當(dāng)電流變化時(shí) 螺線管中是否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 5 當(dāng)電流變化時(shí) 螺線管中是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 二 自感現(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 2 自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 導(dǎo)體本身電流變化 引起磁通量的變化 1 定義 3 自感電動(dòng)勢(shì) 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì) 1 定義 現(xiàn)象 在閉合開關(guān)s的瞬間 燈1立刻正常發(fā)光 而燈2卻是逐漸從暗到明 要比燈1遲一段時(shí)間正常發(fā)光 為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象呢 原因分析 由于線圈l自身的磁通量增加 而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙磁通量的增加 即原來所加電壓相反 阻礙線圈中電流的增加 故通過與線圈串聯(lián)的燈泡的電流不能立即增大到最大值 它的亮度只能慢慢增加 結(jié)論1 當(dāng)導(dǎo)體中原來的電流增加時(shí) 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其增加 如圖燈泡和直流電阻很小的線圈并聯(lián)組成電路 則在開關(guān)s斷開時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象 如圖燈泡和直流電阻很小的線圈并聯(lián)組成電路 則在開關(guān)s斷開時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象 開關(guān)斷開時(shí) 燈泡不是立即熄滅 而是先閃亮一下 然后熄滅 為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象呢 提示 斷電前后情況比較 分析 斷電前通過a燈的電流是由電源提供的 根據(jù)電路中并聯(lián)規(guī)律可知 線圈l的電阻由于很小 故電路中的電流大部分流過線圈l 有il ia 斷電后 線圈l由于自感作用 將阻礙自身電流的減小 結(jié)果線圈中的電流il反向流過燈a 然后逐漸減弱 所以有燈閃亮一下再熄滅的現(xiàn)象出現(xiàn) 結(jié)論2 當(dāng)導(dǎo)體中原來的電流減小時(shí) 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其減小 討論 小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下 注意 1 不能認(rèn)為任何斷電現(xiàn)象燈都會(huì)閃一下當(dāng)il ia時(shí) 會(huì)閃一下 再逐漸熄滅當(dāng)il ia或il ia時(shí) 不會(huì)閃 逐漸熄滅 2 斷電實(shí)驗(yàn)中 線圈的電流方向不變 而燈電流方向與原來方向相反 3 原來的il和ia哪一個(gè)大 要由l的直流電阻rl與a的電阻ra的大小來決定 如果rl ra 則il ia 如果rlia b 1 為了使燈泡閃亮效果更明顯對(duì)線圈l應(yīng)該有什么樣的要求 討論 2 為了使燈泡持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間對(duì)線圈l應(yīng)該有什么樣的要求 2 自感電動(dòng)勢(shì)的作用 延緩電流變化 阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化 a 導(dǎo)體中原電流增大時(shí) 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙它增大 b 導(dǎo)體中原電流減小時(shí) 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙它減小 阻礙 不是 阻止 電流還是變化的 自感電動(dòng)勢(shì)的方向 楞次定律 增反減同 3 自感電動(dòng)勢(shì)的大小 自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小一樣 跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān) 而在自感現(xiàn)象中 穿過線圈的磁通量是由電流引起的 故自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān) 三 自感系數(shù)l 上式中的l稱為線圈的自感系數(shù) 簡(jiǎn)稱自感或電感 l的大小跟線圈的形狀 長(zhǎng)短 匝數(shù) 有無鐵芯有關(guān) 單位 亨利 h 1h 103mh 106 h l的大小表明了線圈對(duì)電流變化的阻礙作用大小 反映了線圈對(duì)電流變化的延時(shí)作用的強(qiáng)弱 四 自感現(xiàn)象的防止及應(yīng)用 1 日光燈原理 應(yīng)用 日光燈的構(gòu)造 鎮(zhèn)流器的作用 是自感系數(shù)很大的帶鐵心的線圈 啟動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生高電壓 幫助點(diǎn)燃 正常工作時(shí)的線圈起降壓限制電流作用 保護(hù)燈管 注意 燈管兩端的電壓與鎮(zhèn)流器的電壓之和不等于電源電壓 啟動(dòng)器的作用 自動(dòng)開關(guān)可用普通開關(guān)或短絕緣導(dǎo)線代替 正常工作時(shí)不起作用 可以去掉 四 自感現(xiàn)象的防止及應(yīng)用 2 電阻雙線繞法 防止 家用日光燈電路如圖示 s為啟動(dòng)器 a為燈管 l為鎮(zhèn)流器 關(guān)于日光燈的工作原理 下列說法正確的是 a 鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟奲 在日光燈的啟動(dòng)階段 鎮(zhèn)流器能提供一個(gè)瞬時(shí)高壓 使燈管開始工作c 日光燈正常發(fā)光時(shí) 啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片是分離的d 日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直接輻射的 南通04年調(diào)研二7 bc 課堂練習(xí) 1 關(guān)于自感現(xiàn)象 正確的說法是 a 感應(yīng)電流一定和原電流方向相反 b 線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大的其自感系數(shù)一定較大 c 對(duì)于同一線圈 當(dāng)電流變化越大時(shí) 線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大 d 自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原來電流變化的 d 2 如圖所示 多匝電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻都忽略不計(jì) 兩個(gè)電阻的阻值都是r 電鍵s原來打開 電流為i0 今合上電鍵將一電阻短路 于是線圈有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生 這電動(dòng)勢(shì) a 有阻礙電流的作用 最后電流由i0減少到零b 有阻礙電流的作用 最后電流總小于i0c 有阻礙電流增大的作用 因而電流i0保持不變d 有阻礙電流增大的作用 但電流最后還是增大到2i0 d 提示 線圈中的電流不能突變 3 如圖示電路 合上s時(shí) 發(fā)現(xiàn)電流表a1向左偏 則當(dāng)斷開s的瞬間 電流表a1 a2指針的偏轉(zhuǎn)情況是 a a1向左 a2向右b a1向右 a2向左c a1 a2都向右d a1 a2都向左 l 解 合上s后穩(wěn)定時(shí) r2和l中電流方向向右 指針左偏 斷開s的瞬間 l中電流不能突變 a2向左偏 通過閉合回路中的電流為逆時(shí)針方向 a1中電流方向與原來相反 指針右偏 所以a1向右 a2向左 b 4 同上題的電路中 l是一帶鐵芯的線圈 r為電阻 兩條支路的直流電阻相等 那么在接通和斷開電鍵的瞬間 兩電流表的讀數(shù)i1 i2的大小關(guān)系是 a 接通時(shí)i1i2 b 接通時(shí)i2i2 斷開時(shí)i1 i2 d 接通時(shí)i1 i2 斷開時(shí)i1 i2 b 5 如圖ab是相同的小燈泡 l是帶鐵芯的線圈