6 互感和自感
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.了解互感和自感现象.2.了解自感电动势的表达式E=L,知道自感系数的决定因素.3.了解自感现象中的能量转化.
科学探究:通过观察通电自感和断电自感时灯泡亮度的变化,认识自感现象.
科学思维:体会互感和自感现象产生的机理,能运用电磁感应规律分析解释.
一、互感现象
1.互感和互感电动势: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,这种现象叫互感,这种感应电动势叫做互感电动势.
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,如变压器就是利用互感现象制成的.
3.危害:互感现象能发生在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.
二、自感现象
当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势,同样也在它本身激发出感应电动势,这种现象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.
三、自感电动势与自感系数
1.自感电动势:E=L,其中是电流的变化率;L是自感系数,简称自感或电感.单位:亨利,符号:H.
2.自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关.
四、自感现象中磁场的能量
1.线圈中电流从无到有时,磁场从无到有,电源把能量输送给磁场,储存在磁场中.
2.线圈中电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能.
1.判断下列说法的正误.
(1)两个线圈相距较近时,可以产生互感现象,相距较远时,不产生互感现象.( × )
(2)自感现象中,感应电流一定与原电流方向相反.( × )
(3)线圈的自感系数与电流大小无关,与电流的变化率有关.( × )
(4)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势.( √ )
2.如图1所示,电路中电源内阻不能忽略,L的自感系数很大,其直流电阻忽略不计,A、B为两个完全相同的灯泡,当S闭合时,A灯________变亮,B灯________变亮.当S断开时,A灯________熄灭,B灯________熄灭.(选填“立即”或“缓慢”)
图1
答案 缓慢 立即 缓慢 缓慢