江苏省南通中学高中物理选修32学案(无答案)：4.6互感和自感

§4.6互感和自感

【学习目标】

（1）知道互感现象和互感电动势。

（2）知道自感现象和自感电动势．知道自感系数。

（3）会利用自感现象和互感现象解释相关问题

【学习过程】

【知识点1互感现象】

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？

1、互感和互感现象

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，这种感应电动势叫做。

2、应用和危害：

应用：利用互感现象可以把___ ____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的应用。________就是利用互感现象制成的。

危害：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。

3、注意：.互感现象是一种常见的_________现象，不仅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两个_________的电路之间。

【知识点2自感现象】

1、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，同样也在激发出感应电动势，这种现象称为__________。由于自感而产生的感应电动势叫__________ ___。

2、实验分析：

实验1：演示通电自感现象。实验电路如图。开关接通时，可以看

到。

讨论：为什么会出现这种现象呢？

实验2：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。

讨论：为什么会出现这种现象呢？（结合课本第23页“思考与讨论”分析）

3、实验结论：自感电动势总是导体中原来电流的变化的。

说明：

（1）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。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。

(2)可见自感电动势的作用是阻碍导体中原来的电流变化。需要注意的是：“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。

4、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，可以说

自感电动势正比于电流的变化率，写成等式即__________

（1）自感系数：自感系数L简称或

（2）决定因素：它跟线圈的．．，以及是否有等因素有关。线圈的横截面积越____．线圈绕制得越__ __．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_____得多。

（3）单位：，符号是，常用的还有毫亨（mH）和微亨（μH）换算关系是1 H=_________mH=________μH

（4）物理意义：表征线圈产生自感电动势大小本领的物理量。

【知识点3磁场的能量】

1、磁场的能量：自感现象中，线圈中电流从无到有，磁场从无到有，电源把能量输送给线圈，储存在线圈中；电流减小时，磁场中的能量释放出来转换为电能。

2、电的“惯性”：当线圈刚刚接通电源的时候，自感电动势阻碍线圈中电流的增加；当线圈中已经有了电流而电源断开或电流变弱的时候，自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。线圈的自感系数越大，这个现象越明显。

例1、如图所示电路中，L1和L2是完全相同的灯泡，线圈的自感系数L

很大，电阻可以忽略，下列说法中正确的是()

A．合上开关S，L2先亮，L1后亮，最后一样亮

B．合上开关S后，L1和L2始终一样亮

C．断开开关S时，L2立即熄灭，L1过一会儿才熄灭

D．断开开关S时，L1和L2都要过一会儿才熄灭

例2、如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1．L2是两个完全相同的小灯泡.随着开关S的闭合和断开的过程中，L1．L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）()

A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮

B．S闭合，L1不变，L2很亮；S断开，L1．L2立即不亮

C．S闭合，L1．L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭

D．S闭合，L1．L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断

开，L2立即不亮，L1亮一下才灭

例3、如图中甲．乙两图，电阻R和自感线圈L的阻值都较

小，接通开关S，电路稳定，灯泡L发光，则()

A.在电路甲中，断开S，L逐渐变暗

B.在电路甲中，断开S，L突然亮一下.然后逐渐变暗

C.在电路乙中，断开S，L逐渐变暗

D.在电路乙中，断开S，L突然亮一下，然后逐渐变暗

例4、如图所示，线圈自感系数很大，开关闭合且电路达到稳定时，小灯泡正常发光，则当闭合开关和断开开关的瞬间能观察到的现象分别是()

A.小灯泡慢慢亮，小灯泡立即熄灭

B.小灯泡立即亮，小灯泡立即熄灭

C.小灯泡慢慢亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭

D.小灯泡立即亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭

例5、如图所示两个电阻均为R，L的电阻及电池内阻均可忽略，S原来断开，电路中电流

I 0=R

E 2现将S 闭合，于是电路中产生自感电动势，此自感电动势的作用是( ) A ．使电路的电流减小，最后由I 0减到零

B ．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I 0

C ．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变

D ．有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2 I 0

【反馈评学】

1．关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是( )

A ．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大

B ．线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大

C ．若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零

D ．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变

2．关于自感现象，下列说法正确的是( )

A .感应电流一定和原来的电流方向相反

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，线圈中的自感电动势也越大

3．如图所示是一种延时开关.当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，将C 线路接通.当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放，则( )

A.由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用

B.由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用

C.如果断开B 线圈的电键S 2，无延时作用

D.如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长

4．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( )

A ．接通时I 1I 2；

B ．接通时I 1

C ．接通时I 1>I 2，断开时I 1

D ．接通时I 1=I 2，断开时I 1

5．如图所示电路中，s 是闭合的，此时流过线圈L 的电流为i 1，流过灯泡A 的电流为i 2，且i 1＞i 2，在t 1时刻将s 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的哪一个( )

6．图示是测定自感系数很大的线圈L 的直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压。在测量完毕后，为了安全的需要，将电路拆开时应( )

A .先断开S 1

B .先断开S 2

C .先拆除电压表

D .先拆除电阻R