【全程复习方略学高中物理 互感和自感 新人教选修PPT学习教案】这篇资料主要涵盖了高中物理中的互感和自感两大主题,这些知识点是电磁感应的重要组成部分,对于理解和解决相关问题至关重要。
1. 感应电流的产生条件:
- 电路必须闭合;
- 穿过电路的磁通量必须发生变化。
2. 磁通量变化的方式:
- 可以是磁感应强度B的变化;
- 也可以是回路与磁场的夹角大小改变。
3. 电流变化引起电磁感应:
- 当一个线圈中的电流变化,产生的磁场也会变化;
- 这变化的磁场在周围产生感生电场;
- 在感生电场的作用下,周围其他线圈中的自由电荷发生定向运动,从而产生感应电动势。
4. 法拉第电磁感应定律表达式:E = ΔΦ/Δt,其中E表示感应电动势,ΔΦ是磁通量的变化,Δt是时间的变化。
5. 闭合电路欧姆定律表达式:I = E/R,I为电流,E为总电动势,R为电路总电阻。
**互感现象**:
1. 定义:当两个靠近的线圈中一个电流变化时,产生的变化磁场会在另一个线圈中激发感应电动势。
2. 应用:互感可以用于能量传递,例如变压器就是利用互感原理来改变电压。
3. 危害:互感可能影响电路的正常工作,尤其是在并联电路中。
**自感现象**:
1. 自感定义:线圈中电流变化时,它产生的变化磁场会在自身激发感应电动势。
2. 类型:通电自感和断电自感,都会产生阻碍电流变化的自感电动势。
3. 自感电动势的大小与线圈的几何形状、尺寸、圈数以及是否存在铁芯等因素有关,表达式为E = L * ΔI/Δt,L是自感系数,单位为亨利(H)。
**磁场能量**:
1. 磁场能量的存储与转化:电流增大时,电源能量转化为磁场能量;电流减小时,磁场能量转化为电能。
2. 电的“惯性”:自感电动势起到阻碍电流变化的作用,就像物理中的惯性。
**思考辨析**:
1. 感应电流的方向遵循楞次定律,不一定与原电流方向相反。
2. 自感电动势并不随电流均匀增大而均匀增大,而是与电流变化率有关。
3. 自感电动势大不意味着自感系数大,可能是电流变化率大。
4. 同一线圈中,电流变化快,自感电动势大。
5. 无轨电车电火花是自感现象的一个实例。
**问题思考**:
1. 互感现象属于电磁感应,遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律。
2. 线圈对变化电流的阻碍(自感)与对稳定电流的阻碍(电阻)不同,前者影响电流稳定速度,后者决定电流稳定值。
理解自感现象,关键在于认识它是一种电磁感应现象,产生的自感电动势总是试图维持原有的电流状态,即阻碍电流的变化,但不能阻止变化。自感现象在电力系统、电子设备及变压器等众多领域有广泛应用。