高二物理选择性必修二2.4互感和自感

第二章

电磁感应2.4互感和自感两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，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，这是为什么？一

互感现象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（mutualinduction)，这种感应电动势叫作互感电动势。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就是利用了互感现象互感现象的应用变压器就是利用互感现象制成的在电力工程中和电子电路中，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。减小互感现象拉大距离双绞线2、再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关S。1、先合上开关S，调节变阻器R的电阻，使同样规格的两个灯泡A1和A2的明亮程度相同。二自感现象

LA1RA2

S

R14、重新接通电路。注意观察，在开关闭合的时候两个灯光的发光情况。闭合开关瞬间电流从无到有线圈L产生感应电动势阻碍电流的增加灯光A1慢慢亮起

自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。（增反减同）这里的“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生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二自感现象自感1自感电动势2自感现象的防止3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。因此，切断这类电路时，必须采用特制的安全开关，避免出现电火花。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？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？

L

S

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？观察开关断开时灯泡的亮度A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。思考下列问题。自感电动势也是感应电动势，同样遵从法拉第电磁感应定律三

自感系数实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，即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率。L是比例系数，叫作自感系数简称自感或电感自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）实验表明，线圈越大，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。

在自感的实验中，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。

开关断开以后，线圈中的电流并未立即消失，线圈中有电流，有电流就有磁场，能量储存在磁场中。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从无到有，这可以看作电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。四

磁场的能量

L

S

1、实验一中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为

图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为

图

ItItItIt

ABCDCA

LA1RA2

S

R12、在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为

图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为

图；若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图，通过灯泡的电流图像为图。

ABCDItItItItACBD

L

S

3、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是

比

先亮，最后达到同样亮。

上图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间，

比

先亮，最后

比

亮。

A1A2A2A1

LA1RA2

S

R1A2

A14、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是（

）A.接通时D1先达最亮，断开时D1后灭B.接通时D2先达最亮，断开时D2后灭C.接通时D1先达最亮，断开时D2后灭D.接通时D2先达最亮，断开时D1后灭AD1D2LRS

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