4 互感和自感 [定位·学习目标] 1.通过互感现象、自感现象、自感电动势、自感系数的学习,形成物理观念。2.通过通电自感和断电自感的实例分析,了解自感现象;通过自感电动势的大小及影响自感系数的因素的学习,掌握科学思维的方法。 知识点一 互感现象 探究新知 1.互感:两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫作互感。 2.应用:利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。 3.危害:互感现象可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感。 正误辨析 依据下面情境,判断下列说法对错。 无线电力传输目前取得重大突破,有一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力。两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示。 (1)若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势。( × ) (2)只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势。( √ ) (3)A线圈中电流越大,B线圈中感应电动势越大。( × ) 知识点二 自感现象 探究新知 1.自感:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象,产生的感应电动势叫作自感电动势。 2.通电自感和断电自感 项目 电路 现象 自感电动 势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间,灯泡A1缓慢地亮起来 阻碍电流 的增加 断电 自感 断开开关的瞬间,灯泡A逐渐变暗。有时灯泡A会闪亮一下,然后逐渐变暗 阻碍电流 的减小 3.自感系数 (1)自感电动势的大小:E=L,其中L是线圈的自感系数,简称自感或电感。 (2)单位:亨利;符号:H。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)。换算关系是:1 H=103 mH=106 μH。 (3)决定线圈自感系数大小的因素:线圈的大小、形状、匝数,以及是否有铁芯等。 4.磁场的能量 (1)自感现象中的磁场能量。 ①线圈中的电流从无到有时,磁场也是从无到有,这可以看作电源把能量输送给磁场,储存在磁场中。 ②线圈中的电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能。 (2)电的“惯性”:自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。 正误辨析 依据下面情境,判断下列说法对错。 某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。 (1)检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡有延时熄灭现象。( √ ) (2)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。( √ ) (3)自感现象中,感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方向相反。( × ) 要点一 对互感现象的理解及应用 情境探究 仔细观察下图,认真参与探究活动。 探究1:如图是法拉第探究电磁感应的实验装置。开关S闭合或断开时,线圈L1中的电流是否发生变化 【答案】 变化。 探究2:开关S闭合或断开时,线圈L2中的磁通量是否发生变化 【答案】 变化。 探究3:开关S闭合或断开时,线圈L2中是否产生感应电流 【答案】 产生。 要点归纳 1.互感及互感电动势 如图所示的电路中,两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会使另一个线圈中产生感应电动势,这种感应电动势叫作互感电动势。 2.对互感现象的理解 (1)互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅可以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相互靠近的电路之间。 (2)互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。 3.应用与危害 (1)应用:变压器、收音机的磁性天线等都是利用互感现象制成的。 (2)危害:在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感。例如在电路板的刻制 ... ...
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