学案：46互感和自感.doc
4.6互感和自感学案
4.6 互感和自感【自主学习】1．互感：由于一个导体回路中发生变化而在产生的现象叫做互感，在互感现象中产生的感应电动势叫做。
2．自感：由于导体回路本身的发生变化而在产生的现象叫做自感，在自感现象中产生的感应电动势叫做。
3．自感系数：线圈的自感系数跟线圈的、、等因素有关。
线圈的横截面积越，线圈越，匝数越，它的自感系数越大。
另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时的。
4．自感电动势：自感电动势的大小与导体回路中的电流的成正比，当原电流在增大时，感应电动势与原来电流方向；当原电流在减小时，感应电动势与原来电流方向。
5．自感现象中的能量：在断电自感现象中，开关断开后，灯泡还能亮一下，能量的来源是。
【课堂探究】1．产生互感现象的原因是什么？举例说明互感现象在生产和生活中的应用。
提示：变化的电流产生变化的磁场，在变化电流周围的导体回路中的磁通量就会发生变化。
2．产生自感现象的原因是什么？举例说明自感现象在生产和生活中的应用。
提示：线圈中变化的电流产生变化的磁场，通过线圈本身的磁通量就会发生变化。
3．在通电和断电自感现象，讨论自感电动势所起的作用。
提示：通电自感现象中电感支路的灯泡比电阻支路的灯泡晚达到正常亮度，断电自感现象中，灯泡的熄灭要比开关的断开滞后一段时间，通过以上两个现象思考自感电动势所起的作用。
5．描述自感电动势的大小的关系式，从到再到，说出每一步变化的道理。
提示：磁场的强弱正比于电流的强弱。
6．大功率电器的开关为什么使用油浸开关？提示：从电路中的开关断开时，开关中发生的现象思考。
7．延时继电器的工作原理是什么？提示：延时继电器是利用互感的原理工作的。
【教师点拨】1．对通电自感的理解（1）现象：电感支路的灯泡比电阻支路的灯泡晚达到正常亮度。
（2）含义：线圈中的电流消失不能突变，只能从开始数值逐渐增加，即电感支路的电流比电阻支路的电流增加的缓慢。
（3）作用：电感线圈有阻碍电流增加的作用，使电流的增加变慢。
4.6《互感和自感》学案全集1(人教版选修3-2)
4.6互感和自感【学习目标】（一）知识与技能1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
（二）过程与方法1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。
2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。
（三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
【自主学习】想一想：如图1所示电路中，当s闭合、断开或s闭合而滑动变阻器的电阻发生变化时都会使线圈A的电流发生变化，它产生的变化磁场在周围空间产生感生电场，从而在线圈B 中产生了互感电动势，这个现象称为互感，在此过程中能量由A线圈传到B线圈，变压器就是利用了这个原理。
填一填：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
填一填：由于线圈自身电流的变化在周围的空间产生了感生电场，从而在自身激发出自感感应电动势的现象称为自感。
点一点：课本22页图4.6-2所示，当电键闭合瞬间，线圈中电流增加，由楞次定律可知：在线圈L中产生的自感电动势（感应电流）阻碍电流的增加，故灯泡A1较慢的亮起来；课本23页图4.6-4所示，当电键闭合断开瞬间，线圈中电流减小，由楞次定律可知：在线圈L 中产生的自感电动势（感应电流）阻碍电流的减小，故灯泡A慢慢的熄灭；由此可知：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
议一议：在通电自感现象中电源把能量输送给磁场，从而储存于磁场中；在断电自感现象中储存于线圈的磁场中的能量逐步释放，故线圈中电流慢慢消失。
填一填：由法拉第电磁感应定律，自感电动势的大小正比于线圈中磁通量的变化率，而线圈中磁通量的变化率又正比于电流的变化率，即。
《4.6互感和自感》导学案
［实验1］演示通电自感现象。
画出电路图（如图所示），A 1、A 2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S ，调节变阻器R ，使A 1、A 2亮度相同，再调节R 1，使两灯正常发光，然后断开开关S 。
重新闭合S ，观察到什么现象？（实验反复几次）现象：问题3：为什么A 1比A 2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。
［实验2］演示断电自感。
画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A 正常发光。
然后断开电路，观察到什么现象？ 现象： 问题4：为什么A 灯不立刻熄灭？探究三：自感系数问题5：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。
然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。
问题6：自感电动势的大小决定于哪些因素？探究四：磁场的能量问题7：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。
．〖方法技巧探究〗技能系统化 系统个性化自感现象的分析与判断【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，接通S ，使电路达到稳定，灯泡D 发光。
则 （ ）A ．在电路甲中，断开S ，D 将逐渐变暗B ．在电路甲中，断开S ，D 将先变得更亮，然后渐渐变暗C ．在电路乙中，断开S ，D 将渐渐变暗D ．在电路乙中，断开S ，D 将变得更亮，然后渐渐变暗【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。
电键K 原来是合上的，在K 断开后，分析：（1）若R 1＞R 2，灯泡的亮度怎样变化？ （2）若R 1＜R 2，灯泡的亮度怎样变化？〖课程学习小结〗知识结构化 方法具体化 1.本节知识小结 ：知识系统化 表述规范化2.思想方法小结：思想方法化方法具体化〖课程达标检测〗训练规范化方法能力化能力具体化1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（）A．自感现象是由于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2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（）A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定3．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（）A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭B．小灯立即亮，小灯立即熄灭C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4．如图所示是一演示实验的电路图。
高中物理第四章电磁感应4.6互感和自感学案新人教版选修3-2(2021年整理)
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6 互感和自感［学习目标] 1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。
3。
了解自感电动势的表达式E＝L错误!，知道自感系数的决定因素.4。
了解自感现象中的能量转化．一、互感现象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感应电动势，这种现象叫互感．2．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,如变压器就是利用互感现象制成的．3．危害:互感现象能发生在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．二、自感现象当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它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做自感电动势．三、自感电动势与自感系数1．自感电动势：E＝L ΔIΔt，其中L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号:H。
2．自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关．四、自感现象中磁场的能量1．线圈中电流从无到有时:磁场从无到有，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．［即学即用]1．判断下列说法的正误．(1）两个线圈相距较近时，可以产生互感现象,相距较远时，不产生互感现象．( ×）(2）自感现象中,感应电流一定与原电流方向相反．（×)（3)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( ×）(4)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．( √)2．如图1所示，电路中电源内阻不能忽略,L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时,A灯________亮，B灯________亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．（填“立即”或“慢慢”）图1答案慢慢立即慢慢慢慢一、通电自感现象[导学探究] 如图2所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1,使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同?根据楞次定律分析现象产生的原因．图2答案现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来．原因:电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间．［知识深化]通电自感现象中，当线圈中的电流增大时,自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大,但不能阻止电流的变化．例1（多选)在如图3所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻的阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是0,在接通开关S时，则( )图3A．在电路甲中，A将渐渐变亮B．在电路甲中，A将先变亮,然后渐渐变暗C．在电路乙中，A将渐渐变亮D．在电路乙中，A将先由亮渐渐变暗，然后熄灭答案AD解析在电路甲中，当接通开关S时,通过与灯泡相连的自感线圈的电流突然增大，由于线圈的自感现象，开始时,自感线圈产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入灯泡的电流很小；后来由于电流的不断流入，通过自感线圈的电流变化逐渐变慢，所以自感线圈的阻碍作用逐渐减小；当流过线圈的电流最大时，自感线圈不再有阻碍作用,所以通过灯泡的电流只能慢慢增大，故选项A正确．在电路乙中，当接通开关S时，通过自感线圈的电流突然增大,由于线圈的自感现象，开始时，自感线圈就产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入线圈的电流很小（可认为是0)，电路中的电流可以认为都是从灯泡通过的,以后自感线圈的阻碍作用逐渐减小，通过自感线圈的电流逐渐增大，而通过灯泡的电流逐渐减小，直到流过线圈的电流最大时,自感线圈不再有阻碍作用，又因为自感线圈L的电阻值可认为是0，所以灯泡被短路，故选项D正确．分析通电自感需抓住三点1．通电瞬间自感线圈处相当于断路；2．电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用,使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值; 3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为0，相当于导线）．二、断电自感现象［导学探究] 如图4所示,先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．图4（1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？（2）在断开过程中,有时灯泡闪亮一下再熄灭,有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象发生的原因是什么？答案(1）S闭合时，灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间,灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．(2）在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭．[知识深化］1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同;2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下,而是逐渐变暗直至熄灭．3．自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．例2(多选）如图5甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光,则（)图5A．在电路甲中，断开S,A将渐渐变暗B．在电路甲中,断开S，A将先变得更亮,然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗答案AD解析在电路甲中，灯A和线圈L串联,它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，流过灯A的电流逐渐减小,灯A渐渐变暗．在电路乙中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时,电源不再给灯泡供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小,通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A将先变得更亮，然后渐渐变暗,故A、D正确．三、自感现象中的图象问题例3如图6所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A,流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开,S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是( )图6答案D解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的,其值为1 A．开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同,也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对．1．断电时，若自感线圈能组成闭合回路，自感线圈处电流由原值逐渐减小,不能发生突变，而且电流方向也不变;若自感线圈不能组成闭合回路,自感线圈处电流立即变为0.2．断电前后，无线圈的支路要注意电流方向是否变化。
高中物理4.6互感和自感导学案新人教版选修
高中物理4.6互感和自感导学案新人教版选修1、当一个线圈中的电流变化时，___________________________，这种现象叫做互感、2、当一个线圈中的电流变化时，____________________________，这种现象叫做自感、3、自感产生的电动势E＝________，L是比例系数，它与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯有关、L越大，越________产生自感现象、重点难点点拨1、通过自感现象的分析例1、如图电路中电源内阻不能忽略，R阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是()A、A比B先亮，然后A灭B、B比A先亮，然后B逐渐变暗C、A、B一起亮，然后A灭D、A、B一起亮，然后B灭变式训练1-1 如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大，电阻很小的自感线圈，今将K闭合，下面说法正确的是()A、B、C灯同时亮，A灯后亮；B、A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C、A灯一直不亮，只有B和C灯亮D、以上说法都不对2、断电自感现象的分析例2 如下图(a)、(b)中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则 ( )①在电路(a)中，断开S，D将渐渐变暗②在电路(a)中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗③在电路(b)中，断开S，D 将渐渐变暗④在电路(b)中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗A、①③B、②③C、②④D、①④变式训练2-1如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的两只灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下面说法中正确的是( )A、合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B、合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C、断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭D、断开开关S切断电路时，A1、A2都要延迟一会再熄灭47 涡流电磁阻尼和电磁驱动课前自主预习1、电磁感应的现象有____________、__________、____________等、2、当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在线圈附近的导体都会产生感应电流，看起来像水中的漩涡，所以把它叫做________、3、当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是________导体的运动，这种现象称为电磁阻尼、4、如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为________、5、涡流的利与弊：由于涡流很强，会使金属铁芯大量发热，浪费大量的______，故在各种电机、变压器中是有害的，需要采取各种办法减弱它、涡流也可以为我们所用，如利用涡流制成________等、重点难点点拨1、涡流的利用和防止例1、下图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的、试定性地说明，为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多、变式训练1-1 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的而不是采用一整块硅钢，这是因为()A、增大涡流，提高变压器的效率B、减小涡流，提高变压器的效率C、增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D、增大铁芯中的电阻，以减少放出的热量2、电磁阻尼的分析和应用例2、弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁、将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来、如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图)，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况、变式训练2-1在用车辆长途运输微安表时，常用导线把微安表的两个接线柱连在一起，这是什么道理？3、电磁驱动的理解和应用例3、位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中()A、磁铁做匀速直线运动B、磁铁做减速运动C、小车向右做加速运动D、小车先加速后减速变式训练3-1 如图所示，把蹄形磁铁的两极靠近一个金属圆盘(不接触)，当磁铁绕轴转动时，圆盘会转动吗？说明理由、。
高中物理教案4.6 互感和自感
第六节互感和自感一、教学目标知识与技能1．了解互感现象的电磁感应特点。
2．指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。
3．明确自感系数的意义及决定条件。
过程与方法1．能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。
2．提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养二、重点、难点分析1．重点：自感现象产生的原因及特点。
2．难点：运用自感知识解决实际问题。
三、教具变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关四、教学过程一、复习旧课，引入新课师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。
如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？生：穿过电路的磁通量发生变化。
师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。
如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。
二、新课教学（一）互感现象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。
这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。
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现象(二)、自感现象1、演示实验，提出问题【演示实验1】断电自感现象。
实验电路如图所示。
接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？(引导学生分析得出：灯泡的亮度由其实际功率决定。
灯泡闪亮一下，表明在开关断开这一瞬间，灯泡两端的电压比原来大。
4.6自感和互感学案教师
一.自感现象和互感现象1.互感现象：（1）概念：互不相连并相互靠近的两个线圈，当一个线圈中的电流变化时，它产生变化的磁场会在另一个线圈产生感应电动势的现现象。
[当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
]（2）互感电动势：互感现象产生的感应电动势。
（3）应用与危害：互感可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈-互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
在电力工程和电子电路中互感有时会影响电路的正常工作，需要设法减小电路中的互感。
（4）互感是常见电磁感应现象，发生在同一铁芯上的两个线圈之间或任何相互靠近的电路之间。
2．自感现象：（1）概念：导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
（2）自感电动势：由于自感而产生的感应电动势。
（3）自感电动势的计算：① E ＝n ΔΦΔt （n 为线圈匝数，ΔΦΔt线圈中的磁通变化率），②E =L t I ∆∆（L 为自感系数，tI ∆∆线圈中的电流变化率）（4）自感电动势的方向（楞次定律）：总是“阻碍”引起自感电动势的电流的变化。
在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。
具体而言：① 如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。
I 原↑，则ε自(I 自)与I 原相反② 如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。
I 原↓，则ε自(I 自)与I 原相同。
（5）自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起着推迟电流变化的作用。
例1．如图所示的电路中，L 是一带铁芯的线圈，R 为电阻。
两条支路的直流电阻相等。
那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I 1、I 2的大小关系是（ B ）A.接通时I 1<I 2，断开时I 1>I 2B.接通时I 1<I 2，断开时I 1=I 2C.接通时I 1>I 2，断开时I 1<I 2D.接通时I 1=I 2，断开时I 1<I 2二．自感系数和磁场的能量1.自感系数：（1）概念：自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
高中物理 4.6自感和互感导学案(新人教版)选修
高中物理 4.6自感和互感导学案(新人教版)选修自感和互感【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象；2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素；3、知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止；4、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【重点、难点】重点:互感现象与自感现象产生的原因及特点；难点：运用自感知识解决实际问题。
预习案【自主学习】1在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2引起回路磁通量变化的原因有哪些？【学始于疑】探究案【合作探究一】一、互感现象1、我们现在来思考第一个问题：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。
2、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
因此互感现象在电工技术和电子技术中有着广泛的应用。
请大家举例说明。
二、自感现象我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。
［实验1］演示通电自感现象。
出示示教板，画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）分析现象，师生讨论：［实验2］演示断电自感。
出示示教板，画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A 正常发光。
然后断开电路，观察到什么现象？总结上述两个实验得出结论: 导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面。
请同学们课下查阅资料，举出自感现象在电工技术和电子技术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例。
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4.6互感和自感学案（人教版选修3.2）1.两个相互靠近的线圈，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,这种现象叫互感.利用互感现象可以把能堇由一个线圈传递到另一个线圈.2.当一个线圈中的电流发生支化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同时也在其本身激发出感应曲挫，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向坦反，阻碍电流增大；当导体中的电流减小时，日感电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍电流的减3.通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的（）A.自感系数也将均匀增大B.自感电动势也将均匀增大C.磁通量也将均匀增大D.自感系数和自感电动势不变答案CD解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故C项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势E L =说,与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，匕一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，D 项正确.4.关于线圈自感系数的说法，错误的是（）A.自感电动势越大，自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C.把线圈匝数增加—•些，自感系数变大D.屯感是白感系数的简称答案A解析自感系数是由线圈本身的特性决定的.线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大.另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多.5.如图1所示，£为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S 的瞬间会有（）A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一卜,再突然熄灭答案A解析当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势, 但由于线圈匕与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯就立即熄灭.课堂探究练•【概念规律练】知识点一对自感现象的理解1.关于自感现象，正确的说法是（）A.感应电流一定和原来的电流方向相反［来源:高.考.资.源.网］B.对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C.对于•同一•线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D.对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的日感电动势也越大答案D解析当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时与原来的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B 错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关.故选项C错误；结合选项B的错误原因可知，选项D正确.点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势.2.关于线圈的自感系数、自感屯动势下列说法中正确的是（）A.线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B.对于某一线圈，白感电动势正比于电流的变化量C.一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变D.自感电动势总与原电流方向相反答案C解析线圈的自感系数由线圈本身的因素决定.芸，而不是E自＜-△/, c对，A、B 错.线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，D错.点评电流的变化量△/不等同于电流的变化率斧，E吒而不是E-A/.自感系数仅和线圈本身有关.知识点二通电自感禾口断电自感3.订|由2所示电路中，A、B是完全相同的灯泡，匕是屯阻不计的屯感线圈，下列说法中正确的是（）A.当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮B.当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮C.当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭D.当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变答案C解析当开关S闭合时，电路中电流增加，由于线圈的自感作用，其中产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；之后线圈相当于一段导线，将A 灯短路，A灯熄灭，因B灯所加电压增加而变得更亮.点评开关闭合时，线圈自感电动势与电源电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失.4.在如图3所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈匕与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光.则下列说法中正确的是（）LEA. 当断开S 时，灯A 立即熄灭B. 当断开S 时，灯A 突然闪亮后熄灭C. 用阻值与灯A 相同的线圈取代匕接入电路，当断开S 时，灯A 逐渐熄灭D. 用阻值与线圈匕相同的电阻取代乙接入电路，当断开S 时，灯A 突然闪亮后熄灭 答案BC解析 在S 断开的瞬间，乙与A 构成闭合回路，灯A 不会立即熄灭,问题是“小灯泡在 熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定.根据P = fR 可知，灯A 能否闪亮，取决于S 断开 的瞬间，流过A 的电流是否更大一些.在断开S 的瞬间，灯A 中原来的电流心立即消失.但 灯A 和线圈乙组成一闭合回路，由于线圈匕的自感作用，其中的电流土不会立即消失，它还 要通过回路维持短暂的时间.如果/Z >/A ,则灯A 熄灭之前要闪亮一下；如果I 氏I A ，则灯A 是逐渐熄灭而不闪亮一下.至于/匕和么的大小关系，由R A 和位的大小关系决定：若RPR L ， 则/A V 〃，灯将闪亮一下；若R A WR L ，则QI L ，灯将逐渐熄灭.点评 开关断开时，原电源不提供电流，若线圈形成回路，则自感电动势会通过回路形 成电流，因此断电时线圈起到瞬间电源的作用.【方法技巧练】［来源:学.科•网］一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧5. 在图4甲、乙电路中，电阻R 和电感线圈七的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定, 灯泡A 发光，贝火 ）A. 在电路甲中，断开S, A 将渐渐变暗B. 在电路甲中，断开S, A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C. 在电路乙中，断开S, A 将渐渐变暗D. 在电路乙中，断开S, A 将先变得更亮，然后渐渐变暗答案AD解析 甲图中，灯泡A 与电感线圈匕在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S 时， 线圈匕中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，灯泡A 的电流不变，以 后电流渐渐变小.因此，灯泡渐渐变暗.乙图中，灯泡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的 变小，电感线圈相当于一个电源给灯A 供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过A 的电流 是从/匕开始逐渐变小的，所以灯泡要先亮一下，然后渐渐变暗，故选项A 、D 正确.方法总结 在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈 在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方 向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开 始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关 系.•6. 如图5所示的电路中，S 闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A,流•过灯泡的电流是1 A,将S 突然断开，S 断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i 随时间t 变化关系的图象是（） LLE答案D解析 开关S 断开前，通过灯泡D 的电流是稳定的，其值为1 A.开关S 断开瞬间，灯 泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相 同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2A 逐渐减小，方向不变，且同灯泡D 构成回路, 通过灯泡D 的电流和线圈匕中的电流相同，也应该是从2 A 逐渐减小为零，但是方向与原来 通过灯泡D 的电流方向相反，D 对.方法总结 解图象问题时，先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系；其次 要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如 何变化等因素来确定图象.二、两类自感的综合分析方法7. 如图6所示，线圈匕的白感系数很大，旦其电阻可以忽略不让，I 、L?是两个完全相 同的小灯泡，随着开美S 的闭合和断开的过程中，L 】、L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）（） LiA. S 闭合，L 亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L?立即不亮，L 逐渐变亮B. S 闭合，L 】不亮，L2很亮；S 断开，L 】、L2立即不亮C. S 闭合，I 、L2同时亮，而后L ］逐渐熄灭，L2亮度不变；S 断开，L?立即不亮，Li 亮一下才灭D. S 闭合，L 、L2同时亮，而后L|逐渐熄灭，L 逐渐变得更亮；S 断开，L2立即不亮, Li亮一下才熄灭答案D解析 当S 接通时，乙的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L 】和L2串接后与电源 相连，Li 和L2同时亮，随着乙中电流的增大，匕的直流电阻不计，乙的分流作用增大，Li 的 电流逐渐减小«零，由于总电阻变小，总电流变大，L2的电流增大，L2灯变得更亮.当S 断 开时，L?中无电流，立即熄灭，而电感匕将要维持本身的电流不变，乙和L ］组成闭合电路， I 灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项D 正确.方法总结 当电路中有电感乙时，若电路中的电流发生变化，电感L 的作用总是阻碍电 流的变化.当电路稳定时，电感匕相当于一段导体.若电感匕中有直流电阻，则相当于电阻; 若无直流电阻，则它相当于一根短路导线.8. 如图7所示电路中有L ］和L2两个完全相同的灯泡，线圈匕的电阻忽略不计，下列说 法中正确的是（）o-\A.闭合S时，L2先亮，L|后亮，最后一•样亮B.断开S时，L2立刻熄灭，L过一会熄灭C.Li中的电流始终从。
到人D.L2中的电流始终从c到d答案A解析闭合S时，L?中立即有从d到c•的电流，先亮，而线圈由于自感作用，线圈中产生与原电流相反的自感电动势，对原电流大小起到阻碍作用，通过线圈的电流逐渐增加，所以Li逐渐变亮，电路稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所以最后Li、d一样亮.断开S时，L2中由电源提供的电流瞬间消失，但是匕中的电流由于自感的阻碍作用将逐渐减小, 方向不变，使线圈与L?、L］形成回路，因此L】、L2将过一会儿同时熄灭.L］中的电流始终由到L?中的电流先由刁到c,后由c到d.方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大，断电时电流由有到无逐渐减小.。