高中物理 第4章 电磁感应 6 互感和自感 新人教版选修3-2

1、6.互感和自感,自学线索,学 基础导学,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_，这种现象叫互感 2实质：互感现象是一种常见的_现象 3互感的应用：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、收音机的磁性天线 4危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作,一、互感现象,感应电动势,电磁感应,二、自感现象,电流的增加,阻碍电流的减小,三、自感系数,亨利,H,大小,形状,匝数,铁芯,1磁场能量：自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有，电源把能量输送给线圈，储存在线圈中，

2、电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能 2电的“惯性”：自感电动势阻碍线圈中电流变化的性质,四、磁场的能量,讲 要点例析,1产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势 2自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同 3自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用,自感电动势的理解,如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大，电阻可忽略的线圈开关S原来是断开的，从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通

3、过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是() AI1开始较大而后逐渐变小 BI1开始很小而后逐渐变大 CI2开始很小而后逐渐变大 DI2开始较大而后逐渐变小,解析：闭合开关S时，由于L是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始I2很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2开始逐渐变大闭合开关S时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以R1上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故A、C正确故选A、C. 答案：AC,答案：D,1自感现象,通电自感和断电自感,2.灯泡亮度变化,图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是(

4、) 接通开关时，灯A2立即就亮，A1稍晚一会儿亮 接通开关时，灯A1立即就亮，A2稍晚一会儿亮 断开开关时，灯A1立即熄灭，A2稍晚一会儿熄灭 断开开关时，灯A2立即熄灭，A1稍晚一会儿熄灭 ABCD,解析：接通开关时，A2立即就亮，A1与线圈串联，由于自感电动势的作用，电流逐渐变大，所以A1稍晚一会儿亮，正确断开开关时，A1立即熄灭，A2由于和线圈构成回路，回路中电流逐渐减小，所以稍晚一会儿熄灭，正确，故选A. 答案：A,解析：(a)图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐变小，A正确，B错误 (b)图

5、中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯A供电因此反向流过A的电流瞬间要变大，然后逐渐变小，所以灯泡要先更亮一下，然后渐渐变暗 答案：AD,4开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显对线圈L应该有什么要求？ 【点拨】1.开关断开后，感应电动势使线圈L中电流I1减小得更慢些 2开关断开后，感应电流将沿线圈L向右流动，经灯泡A后流到线圈的左端，即线圈L和灯泡A构成闭合电路，回路中电流沿逆时针方向 3开关断开后，通过灯

6、泡A的感应电流与原电流方向相反,4有可能原来电路闭合处于稳定状态，L与A并联其电流分别为IL和IA，方向都是从左向右在断开S的瞬间，灯A中原来的从左向右的电流，lA立即消失但是灯A与线圈L组成一闭合电路，由于L的自感作用，其中的电流IL不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱，这个时间内灯A中有从右向左的电流通过这时通过A的电流从IL开始减弱，如果RL(线圈L的直流电阻)R1，原来的电流ILIA，则在灯A熄灭之前要闪亮一下；如果RLRA，原来的电流ILIA，则灯A是逐渐熄灭不再闪亮一下,3互感现象及其在生产、生活中的应用 如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(火线和零线)平行绕制成线圈，

7、然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列各种情况能否切断电源？说明理由,1)增加开灯的盏数，能否切断电源？ (2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？ (3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源,解析：(1)不能因A处线圈是采用的双绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零不发生改变，B中没有感应电流，故不能推动J切断电源 (2)不能，理由同(1)提示：双手分别接触火线和零线相当于将一个电阻并联接入电路 (3)能因为有电流通过人体而流入地下，使A中火线与零线的

8、电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源 答案：(1)不能(2)不能(2)能,练 随堂演练,1下列关于自感现象的说法中，正确的是() A自感现象是由导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大,解析：根据自感现象的概念判断，选项A正确由楞次定律知，线圈中自感电动势的方向阻碍原电流的变化，但不是总与原电流的方向相反故选项B错误根据法拉第电磁感应定律知，选项C正确自感系数大小是由线圈的自身因素和有无铁芯决定，

9、选项D正确 答案：ACD,2关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是() A电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大 B电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大 C通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零 D通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大,解析： 答案：B,解析：根据自感特点可知，S接通瞬间通过L的电流是从无到有迅速变化，产生自感电动势，阻碍原电流的增加，这时可把L看成大电阻，则电流主要是流过灯泡A的，故A错误；S接通电路稳定时，电路中电流保持不变，L相当于导线，则A被局部短路，所以无电流通过A，故B正确，D错误；开关S断开瞬间，电感的电流是从有到无变化，又产生自感电动势，L与灯

10、泡A构成闭合电路，则A中是有电流的，故C错误 答案：B,4用电流传感器可以清楚地演示自感对电路中电流的影响，不一定要用两个灯泡作对比电流传感器的作用相当于一个电流表，实验就用电流表的符号表示它与电流表的一个重要区别在于，传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象先按图甲连接电路，测一次后，可以拆掉线圈，按图乙再测一次，得到(a)、(b)图象则下列说法正确的是 (,解析：电路甲中电流在开关闭合后，由于自感电动势作用，逐渐增加至最大；电路乙中电流在开关闭合后，立即增至最大所以A、D项正确 答案：AD,5某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈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检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是() A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电