高中物理 第六節(jié) 自感課件 粵教版選修32

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1、6 自感 各種用途的線圈元件各種用途的線圈元件 在無線電技術(shù)及電器元件中，經(jīng)常用到線圈，在無線電技術(shù)及電器元件中，經(jīng)常用到線圈，當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化的時(shí)候，穿過線圈的磁通當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化的時(shí)候，穿過線圈的磁通量也要發(fā)生變化，在線圈自身中是不是也要產(chǎn)生電量也要發(fā)生變化，在線圈自身中是不是也要產(chǎn)生電動(dòng)勢呢？動(dòng)勢呢？1.1.了解自感現(xiàn)象及自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因了解自感現(xiàn)象及自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因. .2.2.知道自感現(xiàn)象中的一個(gè)重要概念知道自感現(xiàn)象中的一個(gè)重要概念自感系自感系數(shù)，了解影響其大小的因素?cái)?shù)，了解影響其大小的因素. .（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）3.3.了解在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中有關(guān)自感現(xiàn)象了解在日常

2、生活和生產(chǎn)技術(shù)中有關(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用情況的應(yīng)用情況. . 當(dāng)電路被切斷的瞬間當(dāng)電路被切斷的瞬間, ,會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)勢，會(huì)燒會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)勢，會(huì)燒壞開關(guān)，危及工作人員的安壞開關(guān)，危及工作人員的安全全. .所以，有線圈的大電流所以，有線圈的大電流場所場所, ,我們不要輕易用手來我們不要輕易用手來直接斷開開關(guān)直接斷開開關(guān). . 通電自感演示通電自感演示現(xiàn)象分析：現(xiàn)象分析：閉合開關(guān)閉合開關(guān), ,通過線圈通過線圈L L的電的電流從無到有流從無到有, ,逐漸增大逐漸增大, ,穿穿過線圈的磁通量也逐漸增過線圈的磁通量也逐漸增大大, ,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，線圈中定律和楞次定律

3、，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙原產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙原電流的變化，因此，電流的變化，因此，上面上面的燈先亮，下面的燈逐漸的燈先亮，下面的燈逐漸亮起來亮起來. .在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放斷電自感演示斷電自感演示開關(guān)斷開時(shí)，燈泡和線圈兩個(gè)支路的電流均減小，穿過線圈開關(guān)斷開時(shí)，燈泡和線圈兩個(gè)支路的電流均減小，穿過線圈的磁通量也減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生感的磁通量也減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，阻礙原電流的減小應(yīng)電動(dòng)勢，阻礙原電流的減小.由楞次定律知，產(chǎn)生的電動(dòng)勢由楞次定律知，產(chǎn)生的電動(dòng)勢與原電流的方向同向，相當(dāng)于電

4、源與燈泡組成閉合回路，因與原電流的方向同向，相當(dāng)于電源與燈泡組成閉合回路，因此，燈泡不會(huì)立即熄滅，而是逐漸熄滅此，燈泡不會(huì)立即熄滅，而是逐漸熄滅.一、自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象1.1.由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁由于導(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，叫做自感感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感. .2.2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢. .自感電動(dòng)勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化自感電動(dòng)勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化. .注意：注意：“阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來怎么變，電流原來怎么變化還是怎么變化，只是變化變慢了，即對電流的化還是怎么變化

5、，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用變化起延遲作用. .二、自感系數(shù)二、自感系數(shù)1.1.自感電動(dòng)勢的大?。鹤愿须妱?dòng)勢的大小：與電流的變化率成正比與電流的變化率成正比2.2.自感系數(shù)自感系數(shù)L: L: 簡稱自感或電感簡稱自感或電感 IE = L t3.3.自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的能自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的能力力（1 1）決定線圈自感系數(shù)的因素：）決定線圈自感系數(shù)的因素： （2 2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號是）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號是H.H.常用單位：毫亨（常用單位：毫亨（mHmH） 微亨（微亨（H H） 實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，

6、自感系實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大數(shù)越大.另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多鐵芯時(shí)大得多.插入鐵芯的線圈自感系數(shù)變大插入鐵芯的線圈自感系數(shù)變大Joseph Henry Joseph Henry (1797(17971878)1878)約瑟夫約瑟夫亨利亨利 （Henry Joseph Henry Joseph 1797-18781797-1878）, ,美國科學(xué)家美國科學(xué)家. .亨利出生亨利出生在紐約州奧爾巴尼一個(gè)貧窮的工人家在紐約州奧爾巴尼一個(gè)貧窮的工人家庭庭.13.13歲失學(xué)，后來在鐘表鋪當(dāng)學(xué)徒歲失學(xué)，后來在鐘表鋪當(dāng)學(xué)徒.

7、 .他刻苦自學(xué)，掌握了中學(xué)應(yīng)學(xué)的各科他刻苦自學(xué)，掌握了中學(xué)應(yīng)學(xué)的各科知識知識,22,22歲才入大學(xué)深造歲才入大學(xué)深造. .他是以電感他是以電感單位單位“亨利亨利”留名的大物理學(xué)家留名的大物理學(xué)家. .在在電學(xué)上有杰出的貢獻(xiàn)電學(xué)上有杰出的貢獻(xiàn). .他發(fā)明了繼電他發(fā)明了繼電器（電報(bào)的雛形），比法拉第更早發(fā)器（電報(bào)的雛形），比法拉第更早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但卻沒有及時(shí)去現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但卻沒有及時(shí)去申請專利申請專利.1830.1830年年8 8月，亨利在實(shí)驗(yàn)中月，亨利在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這比法已經(jīng)觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這比法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象早一年拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象早一年. .

8、什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅呢？什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅呢？ 在開關(guān)斷開的瞬間，含有線圈在開關(guān)斷開的瞬間，含有線圈L L的支路中，線的支路中，線圈圈L L相當(dāng)于電源，電流相當(dāng)于電源，電流I I1 1不能立即減為不能立即減為0 0，而是逐漸，而是逐漸減小，和含有燈減小，和含有燈A A2 2 或燈或燈A A的支路構(gòu)成閉合回路，如的支路構(gòu)成閉合回路，如果果I I1 1大于原來通過燈大于原來通過燈A A2 2或或A A的電流的電流I I2 2 ，則燈，則燈A A2 2或或A A就就會(huì)閃亮一下再熄滅會(huì)閃亮一下再熄滅. .自感系數(shù)很大的電路，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：自感系數(shù)很大的電路，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：日光

9、燈結(jié)構(gòu)：日光燈結(jié)構(gòu)：三、自感現(xiàn)象應(yīng)用三、自感現(xiàn)象應(yīng)用日光燈日光燈日光燈的工作原理日光燈的工作原理在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點(diǎn)擊播放在放映狀態(tài)下，根據(jù)圖中文字提示點(diǎn)擊播放1.1.日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需要一個(gè)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需要一個(gè)低于低于220V220V的工作電壓的工作電壓. .2.2.自感系數(shù)較大的線自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開圈（鎮(zhèn)流器）在斷開時(shí)能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，時(shí)能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，可誰來充當(dāng)自動(dòng)開關(guān)？可誰來充當(dāng)自動(dòng)開關(guān)？啟動(dòng)器啟動(dòng)器 E自自 EE自自+EL A1.1.啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓2.2.工作時(shí)降壓限流工作時(shí)降壓限

10、流鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用例例1.1.如圖所示，當(dāng)電鍵閉合后，如圖所示，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡通過燈泡A A1 1的電流隨時(shí)間變化的的電流隨時(shí)間變化的圖像為圖像為 _圖；通過燈泡圖；通過燈泡A A2 2的電的電流隨時(shí)間變化的圖像為流隨時(shí)間變化的圖像為_圖圖. .C CA AItItItItA B C D0 00 00 00 0A.A.使電路的電流減小，最后使電路的電流減小，最后I I0 0減小為零減小為零B.B.有阻礙電流增大的作用，最后電流小于有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I I0 0C.C.有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變D.D.有阻礙電

11、流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)橛凶璧K電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)?I2I0 0例例2.2.如圖所示，兩個(gè)電阻均為如圖所示，兩個(gè)電阻均為R R，電感，電感線圈線圈L L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)，S S原來斷開，電路中電流原來斷開，電路中電流 , ,現(xiàn)將現(xiàn)將S S閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢，閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢，此自感電動(dòng)勢的作用是（此自感電動(dòng)勢的作用是（ ）0EI =2RD D例例3.3.如圖所示，如圖所示，S S為啟動(dòng)器，為啟動(dòng)器，L L為鎮(zhèn)流器，其中日為鎮(zhèn)流器，其中日光燈的接線圖正確的是：（光燈的接線圖正確的是：（ ） D D1.1

12、.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，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)象叫自感現(xiàn)象. .2.2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢. .（1 1）自感電動(dòng)勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化）自感電動(dòng)勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化. .（2 2）自感電動(dòng)勢大?。海┳愿须妱?dòng)勢大?。?.3.自感系數(shù)自感系數(shù)L L：與線圈的形狀、體積、匝數(shù)以及有無鐵芯：與線圈的形狀、體積、匝數(shù)以及有無鐵芯有關(guān)有關(guān). .自感系數(shù)的單位：亨利自感系數(shù)的單位：亨利 符號：符號：H H4.4.自感的典型應(yīng)用自感的典型應(yīng)用日光燈日光燈IE=Lt1.1.關(guān)

13、于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）A.A.感應(yīng)電流一定和原電流方向相反感應(yīng)電流一定和原電流方向相反B.B.線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢較大時(shí)，其自感系數(shù)一線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢較大時(shí)，其自感系數(shù)一定較大定較大C.C.對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感系數(shù)較大感系數(shù)較大D.D.對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢較大感電動(dòng)勢較大D D L A1R A2 S R12.2.演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，L L是是電感線圈，電感線圈，A A

14、1 1、A A2 2是規(guī)格相同的燈泡，是規(guī)格相同的燈泡，R R的阻值與的阻值與L L的直流電阻值相同的直流電阻值相同. .當(dāng)開關(guān)由當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是斷開到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是 比比 先亮，最后達(dá)到同樣亮先亮，最后達(dá)到同樣亮. .若電阻若電阻R R的電阻值和電感的電阻值和電感L L的自感系數(shù)都很大，但的自感系數(shù)都很大，但L L的直流的直流電阻值很小，電阻值很小，A A1 1、A A2 2是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡. .則當(dāng)電鍵則當(dāng)電鍵S S閉閉合的瞬間合的瞬間, , 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮. . A A2 2A A1 1A A2 2A A

15、2 2A A1 1A A1 13.3.如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，D D1 1和和D D2 2是兩是兩個(gè)相同的小燈泡，個(gè)相同的小燈泡，L L是一個(gè)自感系是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R R相同相同. .在電鍵接通和斷開時(shí)，燈泡在電鍵接通和斷開時(shí)，燈泡D D1 1和和D D2 2亮暗的順序是亮暗的順序是 （ ）A.A.接通時(shí)接通時(shí)D D1 1先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D D1 1后滅后滅B.B.接通時(shí)接通時(shí)D D2 2先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D D2 2后滅后滅C.C.接通時(shí)接通時(shí)D D1 1先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D D2 2后滅后滅

16、D.D.接通時(shí)接通時(shí)D D2 2先達(dá)最亮，斷開時(shí)先達(dá)最亮，斷開時(shí)D D1 1后滅后滅D1 D2L RSA A4.4.如圖所示，如圖所示，L L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定為自感系數(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(huì)有（后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會(huì)有（ ）A.A.燈燈A A立即熄滅立即熄滅 B.B.燈燈A A慢慢熄滅慢慢熄滅C.C.燈燈A A突然閃亮一下再慢慢熄滅突然閃亮一下再慢慢熄滅D.D.燈燈A A突然閃亮一下再突然熄滅突然閃亮一下再突然熄滅L AA A5.5.如圖所示，若線圈如圖所示，若線圈L L的電阻的電阻R RL L與燈泡與燈泡A A的電阻的電阻R RA

17、 A相等，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)相等，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為間的變化圖像為_圖，通過燈泡的電流隨時(shí)間圖，通過燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為的變化圖像為_圖；圖；若若R RL L遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于R RA A，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為化圖像為_圖，通過燈泡的電流圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為_圖圖. .A AC CB BD DA B C DItItItItO OO OO OO O6.6.在制作精密電阻時(shí)，為了消除使用過程中由于電流變化而在制作精密電阻時(shí)，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示其道理引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示其道理是（是（ ）A A當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢相互抵消當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢相互抵消B B當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C C當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消當(dāng)電路中電流變化時(shí)兩導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消D D以上說法都不對以上說法都不對C C正如樹枝和樹干連接在一起那樣，脫離樹干的樹枝很快就會(huì)枯死.奧涅格