人教版 (2019)选择性必修 第二册互感和自感精品ppt课件

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感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
一、电磁感应现象的产生条件与法拉第电磁感应定律的表达式
二、楞次定律的内容
穿过闭合电路的磁通量发生变化
E = nΔΦ/Δt，n为线圈匝数
物理观念理解互感、自感、自感电动势、自感系数及磁场能的概念，明确其物理本质与形成条件，掌握自感现象的核心规律。
科学思维能运用电磁感应定律、楞次定律分析互感和自感现象，归纳通电自感与断电自感的异同点，提升逻辑推理与归纳概括能力。
科学态度与责任了解互感和自感现象在生产生活中的应用与危害，体会物理与实际的紧密联系，树立安全用电、合理利用科技的意识。
科学探究通过观察演示实验现象，分析自感电动势的影响因素及“灯泡闪亮”的条件，体验科学探究的基本流程与方法。
互感和自感现象的成因电磁感应定律现象。通电自感与断电自感自感现象的典型应用。自感系数自感系数的物理意义及影响因素。
核心规律阻碍原电流变化。自感现象复杂电路中自感现象的分析。自感现象自感现象的典型应用与防止措施。
演示实验：1.将线圈A与手机音频输出端连接，线圈B与扩音器输入端连接，把线圈A插入线圈B时，扩音器发出手机播放的声音；2.观察线圈2中的灯泡
提问：两个线圈之间无导线连接，声音信号为何能传递？灯泡为什么会亮？
互感：在这些实验中两个电路之间并没有直接相连，但是一个电路中电流变化产生变化的磁场，使邻近电路产生感应电动势和感应电流，这种现象称为互感现象。互感现象中产生的感应电动势叫做互感电动势。
法拉第电磁感应实验，展示两个绕在同一铁芯上的线圈，闭合或断开左侧开关瞬间，右侧电流表指针偏转。
收音机里的“磁性天线”
手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。
影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。
实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。会影响电路的正常工作。
提出问题：当一个电路中的电流变化时，其自身回路中是否会产生感应电动势？
② 实验步骤：闭合开关前，调节R使两灯电阻相等；闭合开关，观察两灯发光情况。
演示实验1（通电自感）：① 实验装置：两个完全相同的小灯泡A₁、A₂，滑动变阻器R₁、R，电感线圈L，电源、开关组成电路（A₁与L串联，A₂与R串联，两支路并联）。
演示实验1（通电自感）：
③ 现象：A₂立即正常发光，A₁逐渐变亮，延迟了一会儿才正常发光的。这是为什么呢？
所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。
⇒阻碍线圈中的电流达到正常值
演示实验2（断电自感）：① 实验装置：小灯泡A与电感线圈L并联，接入电源、开关。
② 实验步骤：闭合开关使A正常发光，断开开关，观察A的亮度变化。
③ 现象：A不立即熄灭，先闪亮一下再逐渐熄灭。
⇒自感电动势，阻碍Φ减少
⇒阻碍线圈中的电流减少。
自感现象中产生的感应电动势。
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。
自感电动势的方向始终阻碍原电流的变化，遵循“增反减同”规律——原电流增大时，自感电动势与原电流反向；原电流减小时，自感电动势与原电流同向。
如果IL>IA则小灯泡就会闪亮一下再熄灭。如果IL≤IA则小灯泡就会缓慢的熄灭。
如果IL>IA2则A2就会闪亮一下再熄灭。如果IL≤IA2则A2就会缓慢的熄灭。由于A1与电感串联电流相等，它不会闪亮
结论：断电前线圈与灯泡串联，则感应电流与原来电流同向。断电前线圈与灯泡并联，则感应电流与原来电流反向。
产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。
通电自感：A2立刻就正常发光，A1逐渐变亮。
断电自感：A1和A2缓慢熄灭
当IL>IA2则，A2就会闪亮一下再熄灭
当IL≤IA2则，A2就会缓慢的熄灭
断电前线圈与灯泡串联，则I感与I原同向。
通电自感：A灯立刻就正常发光，随后缓慢变暗，甚至熄灭
断电自感：A灯缓慢熄灭
当IL>IA则，灯泡就会闪亮一下再熄灭
断电前线圈与灯泡并联，则I感与I原反向。
开关闭合时电流是逐渐增大的
开关闭合时电流是瞬间增大
用电流传感器显示自感对电流的影响
L　越大，E　越大，对电流阻碍越大
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量,反映电感线圈对其中电流的阻碍作用
磁场能：储存在磁场中的能量
提出问题：断电自感实验中，开关断开后灯泡仍能发光，能量来自哪里？
磁场具有能量，磁场能的大小与线圈的自感系数L和电流I有关，L越大、I越大，磁场能越大。
②危害：电弧火花——烧蚀开关。
1、(多选)目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为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。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是(　　)
2、(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小，且小于灯泡A的电阻，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将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
答案　AD解析　在电路甲中，断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流变小，导致回路中的电流逐渐减小，A将逐渐变暗，故A正确，B错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，于是原来通过线圈的电流通过灯泡形成新的回路，由于通过灯泡A的电流比原来的大，导致A将变得更亮一下，然后逐渐变暗，故C错误，D正确。
3、在如图所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过自感线圈的电流是2 A，流过灯泡D的电流是1 A，现将开关S突然断开，能正确反映流过灯泡的电流i在开关S断开前后随时间t变化关系的图像是(　　)
答案　D解析　开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A。开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电流，使线圈中的电流从2 A逐渐减小，方向不变，且与灯泡D构成闭合回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流大小相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，故D对。
4、关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是(　　)A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大C．自感电动势与原电流方向相反D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
答案　D解析　当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项A错误；线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误；根据楞次定律，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C错误；对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比，选项D正确。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；