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9 互感和自感_第1课时

免费读1258字2024-07-22

  老师:同学们大家好,我是北京市第八中学物理老师林勇。这节课我们要学习的内容是互感和自感。通过前三节课的学习,我们已经初步掌握了磁身电的基本概念和基本原理。我们能用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小,也能用轮次定律判断感应电流的方向,同时也了解了一些生活中的电磁感应现象。今天这节课我们要继续深入研究生活中两个常见的电磁感应现象,互感和自感。

  老师:下面我们先一起来看一个实验装置。如图所示,这是两个大小不同的线圈,分别标记为a和b。线圈a、b之间没有导线相连。现在让小线圈a与手机音频的输出端连接,大斜圈b与扩音器的输入端连接如图,实验时,先打开手机的音乐,再把a线圈插入b线圈。请同学们观察在线圈插入的过程中所发生的水淹现象。

  老师:好在视频里我们都听到了音乐,声音来自于扩音器,两种线圈之间没有导线直接相连,却能够在扩音器上听到有手机播放了音乐,这是为什么呢?请同学们思考以下两个问题,一、什么是音频信号?二、为什么能在扩音器上听见由手机输出的音乐?对音乐感兴趣的同学可能知道,手机输出的音频信号实际上是一种电流信号,它的强度和频率都在变化,因此可以认为这是一种变化的电流。

  老师:当音频信号流经a线圈时,a线圈中就产生了变化的磁场,变化的磁场使b线圈的磁冲量发生变化,从而在b线圈中产生感应电流,正使这个电流让扩音器发出了音乐。最后再补充一个问题,感应电流的频率与原电流的频率有什么关系?结合初中学过的声现象,同学们会想到,只有感应电流频率与原电流频率相同时,才能说出不变的音乐,所以两个频率应该相同。通过这个实验,我们发现,a线圈中变化的电流会使得b线圈中产生变化的电流。那么反过来,b线圈中变化的电流是否也会使a线圈中再次产生感应电流?同学们可以根据之前所学的知识先进行猜想,再说明理由。有同学会说,根据电磁感应产生的条件应该会产生,答案是对的。实际上,在这个过程中,a、b二组线圈在发生着互相感应的现象。在物理学中把这个现象叫做互感现象,即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产生感应电动式,这种感应电动式叫做互感电动式。

  老师:上面这个实验我们发现,互感现象会发生在两个线圈之间,通过线圈传递着电流信号。那么在实际生活中还有哪些类似的现象?同学们可能会想到上节课所学习的内容,电磁炉、踏雷器和变压器等等,确实如此,这些都体现了互感现象。下面我们再来看一个演示实验,关于变压器中的互感实验装置,如图所示。先拆开一个教学演示用的变压器,撤去右边的线圈,左边线圈接上220伏生活用电。我们知道生活用电也是一种变化的电流,又叫做交流电。右边这是一个绕至多大的线圈,并连接一个发光二极管,它的额定电压是3伏。现在让小线圈靠近变压器的铁芯,请同学们观察靠近的过程中所发生的实验现象。

  老师:好,大家都看到了,发光二极管亮了,这也是一种护感的体现

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