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- 2021-06-02 发布
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第六节 互感和自感
学习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
教学重点
自感现象的分析、自感系数
教学难点
自感现象的分析、自感系数
学习过程
探究一、互感现象
问题:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当
一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生
感应电动势呢?
总结
1、互感现象内容:
2、应用和危害:
应用:
危害:
3、注意:.互感现象是一种常见的电磁感应
现象,不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
探究二、自感现象
1、 自感现象内容:
2、实验分析:
演示实验1:如下图
此实验中:A1、A2 使用规格完全一样的灯泡,先闭合开关S,调节变阻器 R 和 R1 ,使A1、A2亮度相同且正常发光。然后断开开关S。重新闭合S,观察到什么现象?
注意观察:在开关再次闭合的过程中两个灯泡的发光情况
现象:
思考:为什么A1较慢的亮起来?
解释:
演示实验2:如下图接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?
现象:
思考:为什么会出现这样的现象呢?
解释:
3、自感电动势的方向:
4、自感系数:
实验表明:磁场的强弱正比于电流的强弱,即磁通量的变化正比于电流的变化,可以说自感电动势正比于电流的变化率,写成等式即__________
(1)自感系数:自感系数L简称 或
(2)决定因素:它跟线圈的 、 、 ,以及是否有 等因素有关。线圈的横截面积越____、线圈绕制得越__ __、匝数越_____,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_____得多。
(3)单位: ,符号是 常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)
换算关系是1 H=_________mH=________μH
(4)物理意义:表征线圈产生自感电动势大小本领的物理量。
探究三、磁场的能量
1、磁场的能量:自感现象中,线圈中电流从无到有,磁场从无到有,电源把能量输送给线圈,储存在线圈中;电流减小时,磁场中的能量释放出来转换为电能。
2、电的“惯性”:当线圈刚刚接通电源的时候,自感电动势阻碍线圈中电流的增加;当线圈中已经有了电流而电源断开或电流变弱的时候,自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。线圈的自感系数越大,这个现象越明显。
巩固练习
1、如图所示甲、乙电路,电阻R和自感线圈L的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )
A.在电路甲中,断开S,A将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
2、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是( )
A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
3、如图所示的电路中,电容C和电感L的值都很大,L的电阻不计,A、B是完全相同的灯泡.当电键K闭合时,下面所叙述的情况中正确的是( )
A.A灯比B灯先亮,然后A灯熄灭
B.B灯比A灯先亮,然后B灯熄灭
C.A灯、B灯一起亮,然后A灯熄灭
D.A灯、B灯一起亮,然后B灯熄灭
4、如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡.随着开关S的闭合和断开的过程中,L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )
A、S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样
亮;S断开,L2立即不亮,L1逐渐变亮
B、S闭合,L1不变,L2很亮;S断开,L1、L2立即不亮
C、S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;
S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭
D、S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变
得更亮;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭
6、如图4-6-5所示两个电阻均为R,L的电阻及电池内阻均可忽略,S原来断开,电路中电流I0= ,现将S闭合,于是电路中产生自感电动势,此自感电动势的作用是( )
A、使电路的电流减小,最后由I0减到零
B、有阻碍电流增大的作用,最后电流小于I0
C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变
D、有阻碍电流增大的作用,但电流还是增大,最后变为2 I0
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