互感和自感 课件
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互感和自感公开课ppt课件
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
四、磁场的能量
1、通电自感：通电时，电能首先要转化为 线圈磁场能，然后再转化为灯A1的电能，故 灯A1过一会儿才亮。 2、断电自感：断电前，线圈中有电流，则 线圈中有磁场能，断电后，线圈存有的磁场 能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。
3、应用：利用互感现象可以把能量从一个线 圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电 子技术中有广泛应用。如变压器就是利用互 感现象制成的。
变压器
收音机里的“磁性天线”利用互
感现象，把广播电台的信号从一个 线圈传递到另一个线圈
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单位：亨利，简称亨（H）
1H=103mH=106μH
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4、自感的应用与防止
（1）应用：在交流电路中、在各种用电设 备和无线电技术中有着广泛的应用，如日 光灯工作时就利用了自感原理。
通电自感
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演示实验2
分析：
LED2
K
L
LED3
LED1
断开开关S，LED1瞬 间熄灭，但LED3闪亮 一下再熄灭。
开关断开瞬间，由于 通过L的磁通量减少，
产生的感应电动势阻
互感和自感-PPT课件
5
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗？
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关？ 对同一个线圈：穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下， 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题： 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么？如何满足此条件？ 如果通过线圈本身的电流有变化，
使它里面的磁通量改变，能不能产生电 动势？
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调 节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和 A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间， 同学们看到了什么?（实验要反复几次） 现象：A2比A1先亮.
2
实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的 瞬间，同学们看到了什么？(实验要反复 几次)
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验（1）和实验(2)中的两种现象
现象：A2比A1先亮.
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做 自感现象,在自感现象中产生的感应电动势, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗？
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关？ 对同一个线圈：穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下， 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题： 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么？如何满足此条件？ 如果通过线圈本身的电流有变化，
使它里面的磁通量改变，能不能产生电 动势？
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调 节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和 A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间， 同学们看到了什么?（实验要反复几次） 现象：A2比A1先亮.
2
实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的 瞬间，同学们看到了什么？(实验要反复 几次)
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验（1）和实验(2)中的两种现象
现象：A2比A1先亮.
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做 自感现象,在自感现象中产生的感应电动势, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流
互感和自感 课件
1．对互感现象的理解 (1)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。 (2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。 变压器就是利用互感现象制成的。 (3)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，这时要求设法减小电路间的互感。
2．对自感现象的理解 (1)对自感现象的理解： 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应 定律和楞次定律。 (2)对自感电动势的理解： 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 (即：增反减同)。 ③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。
体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。启 动器相当于一个自动开关。日光灯正常工作后处于断开状 态，启动器损坏的情况下可将连接启动器的两个线头作一 个短暂接触也可把日光灯启动。启动时电流流经途径是镇 流器、启动器、灯丝，启动后电流流经途径是镇流器、灯 丝、日光灯管。
4．日光灯正常工作时镇流器的作用 由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做 周期性变化。当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电 动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流 电的大小减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流减小， 自感电动势与原电压同向。可见镇流器的自感电动势总是 阻碍电流的变化，正常工作时镇流器就起着降压、限流的 作用。
2．自感现象的分析思路 (1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)。 (2)根据楞次定律，判断自感电动势方向。 (3)分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)， 由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍电流增加，因此 电流逐渐增大；电流减小时(如断电时)，线圈中电流逐渐减小。
互感和自感 课件
(4)电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小．
题型二 自感现象的图象问题 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭 合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( B )
内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间 的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少，当 电流为零时，线圈中原储存的磁场能全部转化为电能并通过灯 泡(或电阻)转化为内能．所以，在自感现象中是电能转化为线 圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感 现象遵循能量转化和守恒定律．
知识点二 自感现象 1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应
现象． 2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁
通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中， 由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生 变化而产生自感电动势．
3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L
零．故选B. 点评：本题考查了综合运用楞次定律和欧姆定律分析自感现 象的能力，要注意电势差的正负．
线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后
才慢慢熄灭，C错误、D正确．
点评：(1)本题是通电自感和断电自感问题，根据是明确线圈中 自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现电流的“惯性”．
(2)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其
直流电阻忽略不计”这一关键语句． (3)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路．
(3)自感电动势E感与哪些因素有关． 自感电动势E感可以写成E感＝n ，由于磁通量的变化是电
题型二 自感现象的图象问题 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭 合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( B )
内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间 的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少，当 电流为零时，线圈中原储存的磁场能全部转化为电能并通过灯 泡(或电阻)转化为内能．所以，在自感现象中是电能转化为线 圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感 现象遵循能量转化和守恒定律．
知识点二 自感现象 1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应
现象． 2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁
通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中， 由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生 变化而产生自感电动势．
3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L
零．故选B. 点评：本题考查了综合运用楞次定律和欧姆定律分析自感现 象的能力，要注意电势差的正负．
线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后
才慢慢熄灭，C错误、D正确．
点评：(1)本题是通电自感和断电自感问题，根据是明确线圈中 自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现电流的“惯性”．
(2)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其
直流电阻忽略不计”这一关键语句． (3)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路．
(3)自感电动势E感与哪些因素有关． 自感电动势E感可以写成E感＝n ，由于磁通量的变化是电
互感和自感 课件
图5
(1)若开始 I1>I2，则灯 LA 会闪亮一下(I1、I2 差别越大闪亮越明显， 但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻 RL<RLA 时， 会出现 LA 灯闪亮的情况。 (2)若 RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现 LA 灯闪亮一下的情况，但灯 泡会逐渐熄灭。
因而电流 I0 保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到 2I0
图2
解析 当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止； 当 S 闭合电流稳定后，L 的阻碍作用消失，电路的电流为 2I0，D 项正确。 答案 D
名师点睛 自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。 分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感 电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻 止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其 变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； 当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短 路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
2．公式：E
＝L
ΔI Δt
，其中
L
是自感系数，简称自感或电感，单
位： 亨利 。符号： H 。1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。
3．决定因素：与线圈的大小、形状、 匝数 ，以及是否有铁芯等
因素有关，与 E、ΔI、Δt 等无关。
[要 点 精 讲] 要点1 对自感现象的理解
(1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定 律。
要点2 对两类自感现象的理解
(1)若开始 I1>I2，则灯 LA 会闪亮一下(I1、I2 差别越大闪亮越明显， 但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻 RL<RLA 时， 会出现 LA 灯闪亮的情况。 (2)若 RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现 LA 灯闪亮一下的情况，但灯 泡会逐渐熄灭。
因而电流 I0 保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到 2I0
图2
解析 当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止； 当 S 闭合电流稳定后，L 的阻碍作用消失，电路的电流为 2I0，D 项正确。 答案 D
名师点睛 自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。 分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感 电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻 止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其 变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； 当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短 路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
2．公式：E
＝L
ΔI Δt
，其中
L
是自感系数，简称自感或电感，单
位： 亨利 。符号： H 。1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。
3．决定因素：与线圈的大小、形状、 匝数 ，以及是否有铁芯等
因素有关，与 E、ΔI、Δt 等无关。
[要 点 精 讲] 要点1 对自感现象的理解
(1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定 律。
要点2 对两类自感现象的理解
《互感和自感》课件
互感和自感的相互作用
互感和自感的相互作用
当电流通过一个线圈时，会产生磁场，这个磁 场会影响到周围的线圈。当电流在这些线圈之 间变化时，就会引起它们之间的互感。
利用互感和自感构建电路
互感和自感的相互作用可以用来构建各种电路， 如共振电路、变压器、电感器等。
互感和自感的功率损耗
铜损
线圈中的电流会随着时间变化而导致磁场的变化， 这会在线圈中产生感应电动势，从而产生铜损。
互感和自感的衍生概念及应用
1
互感感应
利用互感关系来产生感应电动势。
高频晶振
2
利用线圈的自感和电容的容抗来构成高
精度的谐振电路。
3
超导体材料
超导体的电学特性很大程度上是由于其 自感的降低和互感的增加。
互感和自感的常见误区
1 互感和感应电动势等同
互感和感应电动势虽然有关联，但并不等同。
2 互感和自感不会相互影响
2 磁场的方向
磁场的方向与电流的方向和线圈的结构有关。
互感和自感的影响因素
1
线圈之间的距离
线圈之间的距离越近，互感系数就越大，自感系数就越小。
2
线圈的结构
线圈的结构和线圈的匝数、长度、直径等因素有关。
3
介质和材料
线圈周围的介质和材料对磁场的分布和影响有很大的影响。
互感和自感的实际应用示例
电力传输
互感和自感之间存在相互作用，互相影响。
互感和自感的未来发展方向
应用拓展
互感和自感技术还有很大的应用空间，尤其是 在新兴领域。
效率提升
提高互感和自感技术的效率，实现能源的更好 转换和利用，对于未来发展至关重要。
互感和自感PPT课件
本课件将为您介绍互感和自感的定义、区别、应用、公式、电路图示、相互 作用、功率损耗、频率响应、实际电路模型、磁场特性、影响因素、实际应 用示例、数据测量及分析、发展历程、发展趋势、应用前景、衍生概念及应 用、常见误区、未来发展方向。让你深入了解互感和自感这一有趣的话题。
互感和自感(PPT课件)
10.7 互感与自感
问题引入 互感 变压器 感应圈 自感现象 自感系数
问题引入
我国的市电是电压为220V、频率为50Hz的交变电流， 但发电厂要先用升压变压器将电压升高后再向远距离的用 户输送，到了目的地之后，必须再用降压变压器将电压降 到220V再输送给用户。那末，你知道变压器是怎样升压和 降压的吗？
180
例2 一个线圈的电流在0.01s内变化了0.5 A，所产生
的自感电动势为20V，求线圈的自感系数？
解：由自感电动势公式
EL
L
I t
得
L
EL
t I
20
0.01 0.5
H
0.4
H
练习
1. 有一个线圈，它的自感系数是0.6 H，当通过它的
电流在0.01s 内由0.5 A增加到2.0 A时，求线圈中产生的自
实验证明：变压器
原、副线圈两端的电压
跟它们的匝数成正比，
即：
U1 n1 U 2 n2
2. 变压器的种类
（1）升压变压器：n2＞n1，U2＞U1 。 （2）降压变压器: n2＜n1，U2＜U1 。 3. 电流与匝数的关系
变压器工作的时候，原线圈输入的功率除少量的热损
耗外，大部分从副线圈输出。由于热损耗功率一般很小
，所以，可近似认为变压器副线圈输出的功率等于原线
圈输入的电功率，即 I2U2。 I1U1
I1 I2
U2 U1
n2 n1
I1 n2 I2 n1
可见，变压器原、副线圈的电流I1、I2跟变压器原、
副线圈的匝数成反比。
三、感应圈 1. 感应圈的作用 是一种特殊形式的升压变压器。 2. 感应圈的结构 3. 感应圈的工作原理
一、互感 定义 由于一个线圈中的电流变化，而使邻近另 一 个线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感。
问题引入 互感 变压器 感应圈 自感现象 自感系数
问题引入
我国的市电是电压为220V、频率为50Hz的交变电流， 但发电厂要先用升压变压器将电压升高后再向远距离的用 户输送，到了目的地之后，必须再用降压变压器将电压降 到220V再输送给用户。那末，你知道变压器是怎样升压和 降压的吗？
180
例2 一个线圈的电流在0.01s内变化了0.5 A，所产生
的自感电动势为20V，求线圈的自感系数？
解：由自感电动势公式
EL
L
I t
得
L
EL
t I
20
0.01 0.5
H
0.4
H
练习
1. 有一个线圈，它的自感系数是0.6 H，当通过它的
电流在0.01s 内由0.5 A增加到2.0 A时，求线圈中产生的自
实验证明：变压器
原、副线圈两端的电压
跟它们的匝数成正比，
即：
U1 n1 U 2 n2
2. 变压器的种类
（1）升压变压器：n2＞n1，U2＞U1 。 （2）降压变压器: n2＜n1，U2＜U1 。 3. 电流与匝数的关系
变压器工作的时候，原线圈输入的功率除少量的热损
耗外，大部分从副线圈输出。由于热损耗功率一般很小
，所以，可近似认为变压器副线圈输出的功率等于原线
圈输入的电功率，即 I2U2。 I1U1
I1 I2
U2 U1
n2 n1
I1 n2 I2 n1
可见，变压器原、副线圈的电流I1、I2跟变压器原、
副线圈的匝数成反比。
三、感应圈 1. 感应圈的作用 是一种特殊形式的升压变压器。 2. 感应圈的结构 3. 感应圈的工作原理
一、互感 定义 由于一个线圈中的电流变化，而使邻近另 一 个线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感。
互感和自感 课件
2．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻 碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感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.
反思总结
(1)自感电动势阻碍线圈自身电流的变化，但不能阻止，即仍然 符合“增反减同”，并且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会 对其他电路元件的电流产生影响．
互感和自感
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．实质：互感现象是一种常见的电磁感应现象． 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．
(4)类型：通电自感和断电自感.
电路
现象
自感电动势的作用
通电 自感
接通电源的瞬间，灯 泡 A1 较慢地亮起来
阻碍电流的增加
断电 自感
(RA>RL)
断开开关的瞬间，灯 泡 B 逐渐变暗．灯泡 A 闪亮一下，然后逐
渐变暗
阻碍电流的减小
2.自感系数
(1)自感电动势的大小：E＝LΔΔIt，式中 L 是比例系数，叫做自感 系数，简称自感或电感．
答案：AC
方法技巧
通、断电自感现象的判断技巧 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方 向相反，使电流相对缓慢地增加． (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈 串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小． (3)电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不 计线圈的电阻时就相当于一根导线． (4)在分析自感现象时要抓住两点：一是线圈在电路中的位置、 结构；二是电路中电流的变化，如电流方向变化、电流大小突然变 化的情况等．
互感和自感PPT课件
小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有 关。
而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电 流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电 流变化的快慢有关。
E E I E ＝ L Δ I
t
t
Δt
.
17
三、自感系数L
上式中的L称为线圈的自感系数，简 称自感或电感。L的大小跟线圈的形状、 长短、匝数、有无铁芯有关。
减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象
出现．
.
11
结论2：
当导体中原来的电流减小时，自感 电动势阻碍其减小．
.
12
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
A
a
b
R EK
图3
.
13
注意：
1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下
当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭 当IL<IA或 IL=IA时,不会闪,逐渐熄灭
I i2
0
i1
O
t
.
6
结论1：
当导体中原来的电流增加时，自感 电动势阻碍其增加．
.
7
如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组 成电路，则在开关S断开时会出现什么现象：
.
8
如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组 成电路，则在开关S断开时会出现什么现象：
开关断开时，灯泡不是立即熄灭，而是 先闪亮一下，然后熄灭。
§6 互感和自感
.
1
复习回顾： 1、电磁感应现象发生的条件是什么？ -----磁通量发生变化。 2、当闭合开关时电流表中有没有电流？ 3、电能是哪里来的？
一、互感现象
A
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
而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电 流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电 流变化的快慢有关。
E E I E ＝ L Δ I
t
t
Δt
.
17
三、自感系数L
上式中的L称为线圈的自感系数，简 称自感或电感。L的大小跟线圈的形状、 长短、匝数、有无铁芯有关。
减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象
出现．
.
11
结论2：
当导体中原来的电流减小时，自感 电动势阻碍其减小．
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12
讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？
L
A
a
b
R EK
图3
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13
注意：
1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下
当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭 当IL<IA或 IL=IA时,不会闪,逐渐熄灭
I i2
0
i1
O
t
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6
结论1：
当导体中原来的电流增加时，自感 电动势阻碍其增加．
.
7
如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组 成电路，则在开关S断开时会出现什么现象：
.
8
如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组 成电路，则在开关S断开时会出现什么现象：
开关断开时，灯泡不是立即熄灭，而是 先闪亮一下，然后熄灭。
§6 互感和自感
.
1
复习回顾： 1、电磁感应现象发生的条件是什么？ -----磁通量发生变化。 2、当闭合开关时电流表中有没有电流？ 3、电能是哪里来的？
一、互感现象
A
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
互感和自感 课件
现象
①灯泡A2立刻正常发光， ②跟线圈L串联的灯泡A1逐
渐亮起来。
分
电路接通时，电流由零开始增加，穿过
析 线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电
动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L
中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时
间。
实验2
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 S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。
当磁场增强时，产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线，如 果此空间存在闭合导线，导体中的自由电荷就会在电场力作用 下定向移动，而产生感应电流
2、感应电动势：由感生电场使导体产生的 电动势叫感生电动势（导线不动，磁场随 时间变化时在导线产生的感应电动势）
1）作用：在电路的作用就是电源，其电路 就是内电路，当它与外电路连接后就会对 外电路供电
2）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为 一种非静电力在导体中产生感生电动势
一、互感现象
1、 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。 互感现象中产生的感应电动势，称为互感 电动势。
2、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.
正比关系
自感电动势 正比关系 磁通量变化率 电流变化率
对同一线圈:
电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快
线圈中产生的自感电动势就大.
电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢
线圈中产生的自感电动势就小.
对不同线圈:
电流变化快慢一样,自感电动势不同
E I t
E L • I t
学以致用：
例1：关于自感现象，下列说法正确的是（ D ） A、感应电流一定和原电流方向相反 B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数
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第四章 第六节
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对互感现象的分析 在同一铁芯上绕着两个线圈A、B，两电源相
同，单刀双掷开关原来接在点1 ，现把它从1板向2，如图所 示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是( )
A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→Q C．始终由Q→P D．始终由P→Q
特别提醒： 电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流 大小，自感电动势可能大于原电源电动势。
第四章 第六节
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某同学为了验证断电自感现象，自
己找来带铁芯的线圈 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．线圈电阻偏大
D．线圈的自感系数较大
第四章 第六节
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答案：由于车身颠簸，可使车弓瞬间离开电网，由于自感 现象，电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬时自感电 动势，由于这个电动势较大，使车弓与电网之间的空气电离， 产生放电现象。
第四章 第六节
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二、两种电路的自感比较
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
第四章 第六节
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4．自感电动势的大小 根据已知条件不同，自感电动势的大小可以有以下两种算 法： 由 E＝nΔΔΦt 计算，其中 n 为线圈的匝数，ΔΔΦt 为线圈中磁通 量的变化率。 由 E＝LΔΔIt计算，其中 L 为线圈的自感系数，ΔΔIt为线圈中 电流的变化率。
(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中，A的磁场自右 向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量在减小。由楞次定 律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的 电流方向是P→Q；
第四章 第六节
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(2)在A中电流沿原方向由零增大的过程中，A的磁场自右 向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量在增大。由楞次定 律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的 电流方向是Q→P。
第四章 第六节
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重点难点突破
第四章 第六节
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一、对自感现象的理解 1．自感现象 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律 和楞次定律。
第四章 第六节
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磁场的能量 1．自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有，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。 2．电的“惯性” 自感电动势有阻碍线圈中_电__流__变__化___的“惯性”。
第四章 第六节
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行驶在大街上的无轨电车拖着两条长长的“辫子”。当 道路不平车身颠簸时，“辫子”瞬间脱离电网线，在“辫 子”与电网线之间就会闪现出电火花，同时发出“啪、啪” 的响声。这是什么原因呢？
第四章 第六节
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2．互感电动势 互感现象中的电动势叫_互__感__电__动__势___。 3．互感的应用和危害 (1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另_一__个__电__路___。 变压器就是利用互感现象制成的。 (2)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，这时要求设法减小电路间的互感。
答案：D
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互感、自感现象的应用 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)和零线平行绕制成圈，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，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理 由。
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解析：单刀双掷开关接在点1上时，A线圈中的电流恒定不 变，在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左。当单刀双掷 开关由点1板向点2的过程中，通过线圈A中的电流，先沿原方 向减小到零，再由零增大到原电流值，所以B中产生的感应电 流分两个阶段分析：
答案：C 解析：在断电自感中，小灯泡是否闪亮取决于流过线圈L 的电流要大于流过灯泡的电流，本实验未出现小灯泡闪亮的原 因，最有可能是线圈电阻偏大，C正确。
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三、磁场的能量 自感现象中的能量转化仍然遵循能量守恒定律，其能量转 化过程是这样的：闭合开关时，电源克服自感的阻碍作用做 功，把电能储存在线圈中，此时，电能变成了磁场能；断开开 关时，储存在线圈中的磁场能释放出来转化成小灯泡的电能， 该电能又通过发光、发热，转变成了光能和内能。 自感实验告诉我们：磁场具有能量，磁场能够储存能量。
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(2)不能。理由同(1)。 (3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火 线的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。 点评：本例是互感现象的具体实际应用，通过对本题的研 究，深刻理解互感现象。
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(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？ (2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？ (3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？ 解析：(1)不能。 因A处线圈是采用的双线绕法，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中磁通量不发生改变，不能产生感应电流， 故不能推动J切断电源。
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3．单位 亨利(符号H)1H＝___1_0_3 __mH＝__1_0_6___μH。 4．物理意义 表征线圈产生自感电动势__本__领__大__小__的物理量。数值上等 于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大 小。
D
路有阻碍，对LB灯所在电路无影响；实际上当 开关S断开后，LA、LB灯构成了同一回路，电流
变化相同，应同时熄灭
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3．对电感线圈阻碍作用的理解 ①若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势 阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变； ②若电路中的电流是稳定的，电感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。
自感系数 1．概念 自感电动势与导体中电流的变化率成正比，比例恒量即为 _自__感__系__数___，简称自感或电感。 2．决定因素 自感系数L与线圈的形状、长短、_匝__数___及_有__无__铁__芯___有 关。线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，其自感系数 L就__越__大____。如果线圈内有铁芯，则自感系数L会比没有铁芯 时__大__的__多____。
2．对自感电动势的理解 (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(即：增反减同)。 (3)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。
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易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项
错误原因
搞不清灯泡突然亮一下的原因，把自感现象的延
A
迟作用误认为能使灯泡突然亮一下
误认为有自感电流就能亮一下；而对于灯泡
B
LB，只考虑电源的电流，没考虑自感电流对LB
的影响
不能正确分析电路，认为自感只对LA灯所在电
综上分析知，全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q， 然后是Q→P，所以A对。
答案：A
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对自感现象的分析 如图(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( )
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自感现象 1．概念 由 于 导 体 __本__身__的__电__流___ 发 生 变 化 而 产 生 的 电 磁 感 应 现 象，叫做自感现象。 2．自感电动势 由于_自__感___而产生的感应电动势。
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对互感现象的分析 在同一铁芯上绕着两个线圈A、B，两电源相
同，单刀双掷开关原来接在点1 ，现把它从1板向2，如图所 示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是( )
A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→Q C．始终由Q→P D．始终由P→Q
特别提醒： 电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流 大小，自感电动势可能大于原电源电动势。
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某同学为了验证断电自感现象，自
己找来带铁芯的线圈 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．线圈电阻偏大
D．线圈的自感系数较大
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答案：由于车身颠簸，可使车弓瞬间离开电网，由于自感 现象，电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬时自感电 动势，由于这个电动势较大，使车弓与电网之间的空气电离， 产生放电现象。
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二、两种电路的自感比较
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
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4．自感电动势的大小 根据已知条件不同，自感电动势的大小可以有以下两种算 法： 由 E＝nΔΔΦt 计算，其中 n 为线圈的匝数，ΔΔΦt 为线圈中磁通 量的变化率。 由 E＝LΔΔIt计算，其中 L 为线圈的自感系数，ΔΔIt为线圈中 电流的变化率。
(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中，A的磁场自右 向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量在减小。由楞次定 律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的 电流方向是P→Q；
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(2)在A中电流沿原方向由零增大的过程中，A的磁场自右 向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量在增大。由楞次定 律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的 电流方向是Q→P。
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一、对自感现象的理解 1．自感现象 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律 和楞次定律。
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磁场的能量 1．自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有，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。 2．电的“惯性” 自感电动势有阻碍线圈中_电__流__变__化___的“惯性”。
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行驶在大街上的无轨电车拖着两条长长的“辫子”。当 道路不平车身颠簸时，“辫子”瞬间脱离电网线，在“辫 子”与电网线之间就会闪现出电火花，同时发出“啪、啪” 的响声。这是什么原因呢？
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2．互感电动势 互感现象中的电动势叫_互__感__电__动__势___。 3．互感的应用和危害 (1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另_一__个__电__路___。 变压器就是利用互感现象制成的。 (2)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，这时要求设法减小电路间的互感。
答案：D
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互感、自感现象的应用 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)和零线平行绕制成圈，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，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理 由。
第四章 第六节
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解析：单刀双掷开关接在点1上时，A线圈中的电流恒定不 变，在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左。当单刀双掷 开关由点1板向点2的过程中，通过线圈A中的电流，先沿原方 向减小到零，再由零增大到原电流值，所以B中产生的感应电 流分两个阶段分析：
答案：C 解析：在断电自感中，小灯泡是否闪亮取决于流过线圈L 的电流要大于流过灯泡的电流，本实验未出现小灯泡闪亮的原 因，最有可能是线圈电阻偏大，C正确。
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三、磁场的能量 自感现象中的能量转化仍然遵循能量守恒定律，其能量转 化过程是这样的：闭合开关时，电源克服自感的阻碍作用做 功，把电能储存在线圈中，此时，电能变成了磁场能；断开开 关时，储存在线圈中的磁场能释放出来转化成小灯泡的电能， 该电能又通过发光、发热，转变成了光能和内能。 自感实验告诉我们：磁场具有能量，磁场能够储存能量。
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(2)不能。理由同(1)。 (3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火 线的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。 点评：本例是互感现象的具体实际应用，通过对本题的研 究，深刻理解互感现象。
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(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？ (2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？ (3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？ 解析：(1)不能。 因A处线圈是采用的双线绕法，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中磁通量不发生改变，不能产生感应电流， 故不能推动J切断电源。
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3．单位 亨利(符号H)1H＝___1_0_3 __mH＝__1_0_6___μH。 4．物理意义 表征线圈产生自感电动势__本__领__大__小__的物理量。数值上等 于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大 小。
D
路有阻碍，对LB灯所在电路无影响；实际上当 开关S断开后，LA、LB灯构成了同一回路，电流
变化相同，应同时熄灭
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3．对电感线圈阻碍作用的理解 ①若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势 阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变； ②若电路中的电流是稳定的，电感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。
自感系数 1．概念 自感电动势与导体中电流的变化率成正比，比例恒量即为 _自__感__系__数___，简称自感或电感。 2．决定因素 自感系数L与线圈的形状、长短、_匝__数___及_有__无__铁__芯___有 关。线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，其自感系数 L就__越__大____。如果线圈内有铁芯，则自感系数L会比没有铁芯 时__大__的__多____。
2．对自感电动势的理解 (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(即：增反减同)。 (3)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。
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易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项
错误原因
搞不清灯泡突然亮一下的原因，把自感现象的延
A
迟作用误认为能使灯泡突然亮一下
误认为有自感电流就能亮一下；而对于灯泡
B
LB，只考虑电源的电流，没考虑自感电流对LB
的影响
不能正确分析电路，认为自感只对LA灯所在电
综上分析知，全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q， 然后是Q→P，所以A对。
答案：A
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对自感现象的分析 如图(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( )
第四章 第六节
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第四章 第六节
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自感现象 1．概念 由 于 导 体 __本__身__的__电__流___ 发 生 变 化 而 产 生 的 电 磁 感 应 现 象，叫做自感现象。 2．自感电动势 由于_自__感___而产生的感应电动势。
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