第四章電磁感應(yīng)互感和自感第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日法拉第和他的實驗線圈第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日

在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日一、互感現(xiàn)象1、當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。2、應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的“磁性天線”就是利用互感現(xiàn)象制成。第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日3、防止：在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感?；ジ鞋F(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、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。2、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。

二、自感現(xiàn)象第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗一：通電自感2、再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個燈泡都正常發(fā)光。3、然后斷開開關(guān)S。1、先合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的兩個燈泡A1和A2的明亮程度相同。

LA1RA2

S

R1第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日觀察：重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況。燈泡A2立刻正常發(fā)光，跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來?，F(xiàn)象：第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日例1.

實驗一中，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡A1的電流隨時間變化的圖像為圖；通過燈泡A2的電流隨時間變化的圖像為圖。ItItItItABCDCA

LA1RA2

S

R1第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、把燈泡A和帶鐵芯的線圈L并聯(lián)在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開電路。ALS實驗二：斷電自感第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日觀察：當(dāng)電路斷開時，燈泡A的亮度變化情況?，F(xiàn)象：S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化。注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。4.自感電動勢方向判定：第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？解答：線圈電阻明顯小于燈泡電阻思考題：第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日例2.在實驗二中，若線圈L的電阻RL與燈泡A的電阻RA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圖，通過燈泡的電流隨時間的變化圖像為圖；若RL遠(yuǎn)小于RA，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為圖。It

ABCDItItItACBDALS第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日線圈插鐵芯思考與討論：1、電源斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢。感應(yīng)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(yīng)電動勢的線圈可以看做一個電源，它能向外供電，由于開關(guān)已經(jīng)斷開，線圈提供的感應(yīng)電流將沿什么途徑流動？3、開關(guān)斷開后，通過燈泡的感應(yīng)電流與原來通過它的電流方向是否一致？4、開關(guān)斷開后，通過燈泡的感應(yīng)電流是否有可能比原來更大？為了使實驗效果更明顯，對線圈L有什么要求？更慢些！沿線圈直接流過燈泡！不一致！有可能比原來大！第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日自感電動勢磁通量變化率正比關(guān)系電流變化率正比關(guān)系正比關(guān)系三、自感系數(shù)第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日對同一線圈:電流變化快,穿過線圈的磁通量變化快線圈中產(chǎn)生的自感電動勢就大.電流變化慢,穿過線圈的磁通量變化慢線圈中產(chǎn)生的自感電動勢就小.對不同線圈:電流變化快慢一樣,自感電動勢不同第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、自感系數(shù)1、自感電動勢與磁通量的變化率成正比即自感電動勢與電流的變化率成正比第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日2、自感系數(shù)L－簡稱自感或電感（2）決定因素：

（3）單位：亨利，簡稱亨，符號是H。常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）

實驗表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。(1)物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日插入鐵芯線圈的自感系數(shù)變大第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日變壓器、電動機(jī)等器材都有很大的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)斷開時，會產(chǎn)生很大的自感電動勢，使得開關(guān)的金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點，甚至引起人身傷害。

第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日因此，電動機(jī)等大功率用電器的開關(guān)應(yīng)該裝在金屬殼中。最好使用油浸開關(guān)，即把開關(guān)的接觸點浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火花第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日四、磁場的能量

問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至?xí)仍瓉砀?？試從能量的角度加以討論?/p>

開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，電能轉(zhuǎn)化為磁場的能量；

開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

閱讀教材最后一段P24，回答問題：1、線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”，應(yīng)該怎樣理解？2、電的“慣性”大小與什么有關(guān)？

當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù)第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日小結(jié)1、當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。2、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。3、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。（1）自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化。（2）自感電動勢大小：4、自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無鐵心有關(guān)5、磁場具有能量第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

課堂訓(xùn)練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，L是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，R的阻值與L的直流電阻值相同。當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時，觀察到的自感現(xiàn)象是比先亮，最后達(dá)到同樣亮。

A2

A1

L

A1R

A2

S

R12、上圖中，電阻R的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很大，但L的直流電阻值很小，A1、A2是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當(dāng)電鍵S閉合瞬間，比先亮，最后比亮。

A1A2A2A1第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日3、如圖所示的電路中，D1和D2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡D1和D2亮暗的順序是A.接通時D1先達(dá)最亮，斷開時D1后滅B.接通時D2先達(dá)最亮，斷開時D2后滅C.接通時D1先達(dá)最亮，斷開時D2后滅D.接通時D2先達(dá)最亮，斷開時D1后滅D1D2LRSA第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日

4、如圖所示，L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A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅LAA第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日五、自感現(xiàn)象應(yīng)用和防止日光燈原理日光燈結(jié)構(gòu)：應(yīng)用——第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發(fā)光時又需