2.4 互感与自感 课件-高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.4互感和自感第二章

电

磁

感

应3、了解自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化(重点)。2、了解自感现象，能够通过电磁感应的规律分析通电、断电自感现象的成因(重难点)。1、了解互感现象及其应用（重点)。当手机靠近无线充电基座时，两者并未接触，手机为什么能够被充电呢？情景导入：如图是法拉第实验线圈。在实验中，两个线圈并没有用导线连接。(1)当线圈L1中有电流时，另一个线圈L2中是否会产生感应电流？不一定。当线圈L1中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈L2中就不会产生感应电流。只有当线圈L1中的电流变化时，在其周围产生变化的磁场，此时会在另一个线圈L2中产生感应电流。(2)当线圈L1中的电流变化时，在另一个线圈L2中为什么会产生感应电动势呢？当线圈L1中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈L2中就会产生感应电动势。在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但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。

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，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。3、互感的应用变压器收音机里的“磁性天线”◎传递能量◎传递信息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手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。4、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。

实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。会影响电路的正常工作。双线绕法互感的防止电路板1.(多选)(2025·广州市高二期末)手机无线充电以其便捷性和美观性受到很多手机用户喜欢。无线充电是利用变化的电流在送电线圈中产生变化的磁场，变化的磁场通过手机中的受电线圈感应出电流为手机充电。关于无线充电，下列说法正确的是()A.受电线圈和送电线圈的电流方向

一定相反B.无线充电过程发生的是互感现象C.当穿过受电线圈的磁通量增加时，受电线圈有收缩的趋势D.在无线充电底座和手机之间放一块金属板有利于提高手机充电效率BC实验一：观察通电时两个灯泡的发光情况A1、A2使用规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R

和

R1

，使A1、A2亮度相同且正常发光.

然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？电感分析：通过电感线圈I↑⇒Φ↑⇒电动势，阻碍Φ增加⇒阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。B原B感E感现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。(1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？(2)根据楞次定律结合电路图分析该现象产生的原因。按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。实验2：观察开关断开时灯泡的亮度观察开关断开时灯泡的亮度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？分析：通过电感线圈I↓⇒Φ↓⇒自感电动势，阻碍Φ减少⇒阻碍线圈中的电流减少。B原B感E感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？这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。通过灯泡的感应电流与原来电流方向相反用电流传感器显示自感对电流的影响开关闭合时电流是逐渐增大的去掉电感线圈开关闭合时电流是瞬间增大用电流传感器显示自感对电流的影响开关断开前后通过电阻R的电流方向不同通电自感：A2立刻就正常发光，A1逐渐变亮。断电自感：A1和A2缓慢熄灭当IL>IA2则，A2就会闪亮一下再熄灭当IL≤IA2则，A2就会缓慢的熄灭断电前线圈与灯泡串联，则I感与I原同向。通电自感：A灯立刻就正常发光，随后缓慢变暗，甚至熄灭断电自感：A灯缓慢熄灭当IL>IA则，灯泡就会闪亮一下再熄灭当IL≤IA则，灯泡就会缓慢的熄灭断电前线圈与灯泡并联，则I感与I原反向。自感现象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，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。电感

（2）对线圈阻碍作用的理解2.自感电动势的作用

阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。(1)作用：若电路中的电流正在改变，线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过线圈的电流不能突变。若电路中的电流是稳定的，线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图。3、自感的应用与防止镇流器——产生高压①应用震荡电流——发射电波大型电动机大型变压器③防止油浸开关双线绕法②危害：电弧火花——烧蚀开关。(来自鲁科教材)如图所示，用导线制造精密电阻时，往往采用双线绕法。用这种绕法制造的线圈能使自感现象减弱到可忽略不计的程度。请解释这是为什么。答案

采用双线绕法时，线圈上相邻两条导线的感应电流方向相反，产生的磁场相互抵消，即自感现象可忽略。思考：如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。(1)当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？请作出解释。答案当开关由断开变为闭合时，两灯两端立即有电压，同时发光；由于线圈的电阻很小，当电路稳定时，B灯被线圈短路，故B灯由亮变暗，直到不亮，A灯由亮变为更亮。(2)当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？请作出解释。答案当开关由闭合变为断开时，A灯两端电压变为0，立即熄灭。由于L是自感系数很大的线圈，自身电阻几乎为零，当电流减小时，线圈产生的自感电动势很大，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，此时电流很大，B灯由熄灭变亮然后又逐渐变暗，过一会儿熄灭。3、自感中“闪亮”与“不闪亮”问题

与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图

通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流I1突然增大，灯泡立刻变亮，然后I2逐渐增大，I1逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向不变①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯泡中电流方向均改变3.(2024·天津市南开区高二期末)如图所示的电路中，L是自感线圈，其直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器(相当于电流表)的电阻忽略不计，电源内阻不可忽略。在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间在t=t1时刻断开开关S。则下列关于电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（

）A自感现象中I-t图像的处理技巧1.自感电动势自感系数

思考：自感电动势大小与哪些因素有关？大小如何表示？2.自感系数决定因素:线圈的圈数是否有铁芯线圈的大小线圈的形状亨利（H）毫亨（mH）微亨（μH）

物理意义:单位：描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量1H=103mH=106μH甲一条导线弯了几匝的线圈乙空芯线圈丙在铁芯上绕了几千匝的线圈甲乙丙3.磁场的能量(1)线圈中电流从无到有时，磁场也是从无到有，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。自感线圈电流磁场磁场能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。4.(2025·镇江市高二期末)关于线圈自感系数的说法，正确的是()A.自感电动势越大，自感系数也越大B.把线圈匝数增加一些，自感系数减小C.当线圈通入恒定电流时，线圈的自感