2.4 互感和自感课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版

第二章电磁感应第4节互感和自感在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中电流变化，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生电磁感应现象，产生感应电动势。1.定义: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的现象。

一、互感现象思考:怎样才能使下图中电流计的指针发生偏转？2.互感电动势（1）互感现象实质是电磁感应现象。（2）互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。2.互感现象：变压器【无线充电技术原理】电力输入线圈电力接收线圈输出感应电流输入交流电

互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可发生于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，这时要设法减小电路间的互感。防止互感的电路板线圈的双线绕法3.互感的危害与防止双线绕法互感现象中，一个线圈中电流变化引起另一个线圈中产生电磁感应现象。那么，当一个线圈中电流变化时，会在自身产生电磁感应现象吗？问题演示：观察两个灯泡的发光情况当一个线圈中的电流变化时，它是否也能在它本身激发出感应电动势呢？原因分析开关闭合：流过线圈的电流从无到有线圈L:磁通量Φ增大线圈L中产生感应电动势楞次定律：感应电动势会阻碍电流增加灯泡A1较慢亮起来思考下列问题1.电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？2.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？3.开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？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？IAILASEL1、概念：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。这种现象称为自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。

二、自感现象自感电动势的作用：阻碍原电流的变化．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，自感电动势的方向与原电流方向相同．用电流传感器显示自感对电流的影响变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至会引起人身伤害。危害：电弧火花——烧蚀开关。油浸开关自感的危害与防止在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。练习一下（1）请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？（2）如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感观察实验如何解释实验现象？

两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机（或MP3等）的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音。问题你能用所学知识解释这一现象？高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感互感互感的概念和应用1.定义：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的现象。产生的电动势叫作互感电动势。2、互感的应用城乡变压器收音机里的磁性天线

无线充电器

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第4节:互感和自感3、互感的危害与防止互感互感的危害与防止影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于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，这时要设法减小电路间的互感。防止互感的电路板线圈的双线绕法高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感自感自感的概念高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感自感自感的概念高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感1.自感现象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。2.自感电动势由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。自感自感的概念高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感自感现象自感理论分析通电自感的理论分析ba断电自感的理论分析断电自感时感应电动势阻碍电流的减小高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感自感现象自感电动势的方向自感电动势的方向：（1）导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反；（2）导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同.增反减同高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感自感系数自感电动势的推导和自感系数的概念自感电动势也遵从法拉第电磁感应定律:磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化即:对于一个特定的线圈，n、S是定值，写成等式为L：自感系数－简称自感或电感

（1）决定线圈自感系数的因素：实验表明，线圈越长，越粗，匝数越多，自感

系数越大。另外，

带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。

（2）自感系数的单位：亨利简称亨符号是

H

常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）1H=103mH=106μH问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。

开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。磁场的能量高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感磁场的能量磁场是具有能量的1．如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等且小于灯泡A的电阻。下列说法正确的是（）A．接通S，灯泡A逐渐变亮B．接通S，灯泡A立即变亮，然后逐渐熄灭C．断开S，灯泡A将先闪亮一下，然后逐渐熄灭D．断开S后的瞬间，通过灯A的电流方向跟断开前的电流方向相同C高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感2．某学生做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（）A．闭合开关S，L1灯泡立刻变亮，且亮度不变B．闭合开关S，L2灯泡逐渐变亮，然后亮度不变C．电路稳定后断开开关S，L1灯泡先闪亮一下后再熄灭D．电路稳定后断开开关S，L2灯泡先变亮后再逐渐熄灭D高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感3．如图所示，灯泡A、B完全相同，若线圈L的电阻为RL，且RL>RA（RA为灯泡A的电阻），则（）A．S闭合瞬间，灯A、B同时发光B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮C．稳定后再断开S的瞬间，灯A、B均闪亮一下熄灭D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下熄灭A高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感4．某同学用如图所示的电路研究断电自感现象。闭合开关S，小灯泡发光；再断开S，小灯泡渐渐熄灭。重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A．线圈电阻较大 B．小灯泡电阻较大C．电源的电动势较小 D．线圈的自感系数较大A高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感5．用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究通电自感现象的电路如图甲所示。电阻的阻值是R，多匝线圈L中未插入铁芯，电源电动势为E，L的电阻和电源的内阻均可忽略。闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图像，如图乙中曲线①所示。如果改变某一条件，其他条件不变，重复实验，可以得到图乙中曲线②。改变的条件可能是（）A．线圈L中插入铁芯 B．增大E C．增大R D．减小RA高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感6．电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象，在如题图所示的实验电路中，电源电动势为E，内阻是r，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关，在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中，可能正确的是（）C高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感7．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（）A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗D高中