互感和自感
第6节互感和自感
思考1：
开关S
B
A
S
在图中接通Ｓ，B线圈会不会产生感应电动势？为什么?
一、互感现象 1、互感：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。
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。
3、单位：亨利，简称：亨，符号： H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
4. 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。
(1)双线绕法消除自感：
由于两根平行导线中的电流 方向相反，它们的磁场可以互 相抵消，从而可以使自感现象 的影响减弱到可以忽略的程度。
2、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。变压器就是利用互感现象制成的。
收音机里的磁性天线.
3、互感现象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两个相互靠近的电路之间。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 ，要设法减小互感。
i1
t
线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原 电流的的变化，而非阻止，所以虽延缓了电 流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值 ，A1最终会正常发光。
通电瞬间，线圈相当于断路
演示实验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?
断 电 自 感
现象: S断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭。
思考2：
A
S
S接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？ 感应电流沿什么方向？
高中物理互感和自感
自感的防止
自感系数很大
绕线电阻
小结
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。互感现象产生的 感应电动势，称为互感电动势。
2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象，叫自感现象。
3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变 化。
2、应用与危害
反向截止 R L
发光二极管
I感与I原同向
I B感
感
I的变化 B的变化 Φ的变化 E感 阻碍 I的变化
二、自感现象
1.定义：由于线圈本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象，叫自感现象。由于自感而产 生的感应电动势叫做自感电动势。 2.分类
探究通电自感现象 I感与I原
B 方向相反
B’ A L
A. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 自感电动势互相抵消
B. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 感应电流互相抵消
C. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 磁通量互相抵消
D. 以上说法均不正确
2.如图所示电路中，A、B是两个相同的小灯泡。 L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计。调 节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（ ）
A.合上开关时，A、B两灯同时正常发光，断开 开关时，A、B两灯同时熄灭
B.合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C.断开开关时，A、B两灯都不会立即熄灭，通 过A、B两
I
（2）自感电动势大小： E L
t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关
学以致用
1.如图所示,LA和LB是两个相同的小灯泡,L是 一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相 同。由于存在自感现象,在电键S闭合和断开 时,灯LA和LB先后亮暗的顺序是（ ）
互感和自感
一、互感现象
1、定义：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、本质：一种电磁感应现象
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广泛的应用。
收音机里的磁性天线.
3、应用：变压器就是利用互感现象制成。
街头的变压器是中型的互感器
变电站的大型变压器是大型的互感器
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。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 要设法减小电路间的互感。
A
1、由于导体本身的电流 变化而产生的电磁感应现 象叫自感现象。 2、自感现象中产生的电 动势叫自感电动势。
延时继电器
练习、如图所示， L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的瞬间会有什么现象（ A．灯A立即熄灭
A
）
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
A
自感电动势的作用：
阻碍导体中原来的电流变化。
注意： “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。
1、物 横截面越大、匝数越多自感系数越大，有铁芯比无 铁芯自感系数大得多。
3、单位：亨利。符号 H。
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 的镇流器，LC振荡电路等。 2 防治：在切断自感系数很大、电流很强的 电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧， 在这类电路中应采用特制的开关。
6、自感 现象的应 用与防止
互感和自感
三、自感系数 1.自感电动势 自感电动势 2.L叫自感系数，简称自感或电感，它 叫自感系数， 叫自感系数 简称自感或电感， 与线圈的大小、形状、 与线圈的大小、形状、圈数以及是 否有铁芯等因素有关。 否有铁芯等因素有关。 3.L的单位是亨利，简称亨，符号是 的单位是亨利， 的单位是亨利 简称亨，符号是H. 常用的单位还有毫亨、微亨. 常用的单位还有毫亨、微亨
四、磁场的能量
互感和自感
一、互感现象 1.当一个线圈中的电流变化时，它所 当一个线圈中的电流变化时， 当一个线圈中的电流变化时 产生的变化的磁场会在另一个线圈 中产生感应电动势的现象叫互感现 象。 2.由于互感产生的感应电动势叫互感 由于互感产生的感应电动势叫互感 电动势。 电动势。
二、自感现象 1.当线圈中的电流变化时，它所产生 当线圈中的电流变化时， 当线圈中的电流变化时 的变化的磁场在它本身也会激发感 应电动势，这种现象叫自感现象。 应电动势，这种现象叫自感现象。 2.由于自感而产生的感应电动势叫自 由于自感而产生的感应电动势叫自 感电动势。 感电动势。 3.自感电动势的作用：阻碍原来电流 自感电动势的作用： 自感电动势的作用 的变化。 的变化。
电磁感应中的自感与互感
电磁感应中的自感与互感自感（自感应）和互感（互感应）是电磁感应中的两个重要概念。
它们描述了电流变化所产生的磁场对电路中其他线圈或电流的影响。
本文将详细介绍自感和互感的定义、原理及应用。
一、自感（自感应）自感是指电流通过线圈时，在线圈内部产生的磁场引起的感应电动势。
当电流通过一个线圈时，线圈内部的磁场变化，产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与电流的变化率成正比。
自感系数L用来描述线圈的自感大小，单位为亨利（H）。
自感现象在电路中具有重要的作用。
首先，自感限制了电流的变化速度。
当电路开关打开或关闭时，线圈内的自感会阻碍电流变化，导致电流的“冲击”效应。
这也是为什么要在开关电路中使用电感等元件的原因之一。
其次，自感也影响电路中的交流信号。
交流信号在线圈中产生交变的磁场，从而引起感应电动势。
自感使得线圈对不同频率的交流信号具有不同的阻抗。
在高频电路中，自感对电路的阻抗有显著影响。
二、互感（互感应）互感是指当两个或更多的线圈靠近时，其中一个线圈中的变化电流在其他线圈中引起感应电动势。
互感现象的存在基于电磁感应定律，即磁场的变化会导致感应电动势的产生。
互感是电磁感应的重要应用之一。
它在变压器中起着关键作用，实现了电压和电流的变换。
变压器由两个或更多线圈组成，当其中一个线圈中的交流电流变化时，产生的磁场被其他线圈感应，从而在这些线圈中引起电压的变化。
此外，互感还广泛应用于电子领域中的滤波器、耦合电容器等元件中。
通过合理设计线圈之间的互感关系，可以实现信号的转换、过滤和传递等功能。
总结：电磁感应中的自感和互感是描述线圈中磁场变化对电路的影响的重要概念。
自感影响电路中电流的变化速度和交流信号的阻抗，而互感实现了电压和电流的转换。
它们在电路设计和电子技术中有着广泛的应用，对于实现各种功能和优化电路性能起着关键作用。
注：本文内容仅供参考，如需详细了解电磁感应中的自感和互感，请参考相关教材或专业资料。
自感和互感
5.单位：亨利 符号：Ｈ
第六节：互感和自感
三、自感系数 I 1.自感电动势的大小： 与电流的变化率成正比 EL t 2.自感系数 L: 简称自感或电感 3.自感物理意义： 描述线圈产生自感电动势的能力 4.决定线圈自感系数的因素: 粗细、长短、匝数、有无铁芯 5.单位：亨利 符号：Ｈ 四、自感现象利用和防止 1.防止: 油浸开关 双线绕法
L
S
解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减
弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈 中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线 圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应 电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。
L R
A1逐渐亮
A逐渐熄灭
A2
立刻亮
L
S
S
R1
实验总结：实验表明线圈电流发生变化时，自身产生感应 电动势，这个感应电动势总阻碍原电流的变化。
L R A1 逐渐 A2
立刻
S
R1
解释：在接通电路的瞬间，电路中 的电流增大，穿过线圈L的磁通量 也随着增大，因而线圈中必然会产 生感应电动势，这个感应电动势阻 碍线圈中电流的增大，所以通过A1 的电流只能逐渐增大，灯泡A1只能 逐渐亮起来。
实验二
观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。
A
现象：S断开时，A 灯逐渐熄灭。
I I I I
t
t
t
t
A
B
C
D
例与练
• 1、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈 L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ） • 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立即熄灭，A1过一会熄灭 • D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭
9、4互感和自感
三,自感系数
△I △I 写成等式就是: E∝ △t 写成等式就是: E=L△t 式中L是比例系数,叫做自感系数 简称电感 自感系数, 电感或 式中L是比例系数,叫做自感系数,简称电感或自感 单位:亨利,简称亨,符号:H 单位:亨利,简称亨 符号: 其他单位:毫亨(mH) 微亨( 其他单位:毫亨(mH),微亨(H)
A. 有阻碍电流的作用,最后电流由 0 减少到零 有阻碍电流的作用,最后电流由I B. 有阻碍电流的作用,最后电流总小于 0 有阻碍电流的作用,最后电流总小于I C. 有阻碍电流增大的作用,因而电流 0保持不变 有阻碍电流增大的作用,因而电流I D. 有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到 I0 有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2
二,自感现象
通电导线周围产生磁 场,那么当线圈自身中电 化时, 流发生变 化时,线圈中会 有感应电动势吗? 有感应电动势吗? 当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁 当一个线圈中的电流变化时, 场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势, 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 自感. 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自感电动势 自感而产生的感应电动势叫自感电动势
二,自感现象
三,自感系数
自感电动势也是感应电动势,同样遵从法拉第电 自感电动势也是感应电动势, 磁感应定律,也就是说,它的大小正比于穿过线圈的 磁感应定律,也就是说, 磁通量的变化率, 磁通量的变化率,即: △Φ E∝ △t 实验表明,磁场的强弱正比于电流的强弱, 实验表明,磁场的强弱正比于电流的强弱,也就 是说,磁通量的变化正比于电流的变化, 是说,磁通量的变化正比于电流的变化,所以也可以 自感电动势正比于电流的变化率, 说,自感电动势正比于电流的变化率,即: △I E∝ △t
互感和自感
1、如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----电磁驱动。
2、交流感应电动机就是利用电Fra bibliotek驱动的 原理工作的。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
• 电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动. • 安培力的作用都是阻碍它们间的 相对运动。
b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅 钢铁芯。
二.电磁阻尼
1.当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体 受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运 动-----电磁阻尼
V
2.思考与讨论:P27 (1)为什么用铝框做线圈骨架？
(2)、微安表的表头在运输时为何应该 把两个接线柱连在一起？
三.电磁驱动
B
E
涡流
2.应用
(1)利用 真空冶炼炉，高频焊接
线圈导线
焊 接 处
电源
待焊接元件
应用： 真空冶炼炉：
抽真空
电磁炉
探雷器
安检门
门框
报警电路
线圈
~ 交流电
(2)减少涡流
线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使 铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。 减少涡流的途径: a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
自感电动势
1、定义：
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
阻碍导体中原来电流的变化。
2、自感电动势的作用：
3、影响自感电动势大小的因素：
4.自感系数
I EL t
线圈大小、形状、线圈匝数、 线圈的横截面积、线圈中是否有铁芯。
自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。
7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动
互感和自感(PPT课件)
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。
大学物理自感和互感
一、自感(self-induction)
1. 自感应现象
第十章 电磁感应
A
R, L
B R
K
IL
t
o
1
10 - 4 自感和互感
第十章 电磁感应
2、自感磁通与自感磁链
自 自感磁通--由回路电流产生
穿过电流自身回路的磁通。
Ii
用 自表示。
自感磁链--由回路电流产生
穿过电流自身回路各匝线圈
二、互感(mutual induction)
引：互感现象--当回路中电流变化时在邻近回路 中产生感应电动势的现象。
L1
L2
磁棒
放 大 器
这种由磁链交连的电路称为互感电路 13
10 - 4 自感和互感
第十章 电磁感应
1.互感现象
一个回路中的电流变化在另一个邻近的回 路中产生感应电动势的现象。
互感现象遵循
和 R 2 , 通过它们的电流均为 I ,但电流的流向相反.
设在两圆筒间充满磁导率为 的均匀磁介质 , 求其
自感 L .
解 两圆筒之间 B I
2πr
如图在两圆筒间取一长
R1 Q R
为 l 的面 PQRS , 并将其分 I I r
成许多小面 元.
l
则 d Φ B d S Bdlr
Φ dΦ R2 Ildr
自
磁通的和。用 自 表示。
自 自1 自2 自N
若：自1 自2 自N
自 N 2
10 - 4 自感和互感
第十章 电磁感应
3. 自感系数(self-inductance)
Ψ自 NΦ
N
B dS
s
B
由毕奥-沙伐尔定律与叠加原理： B I
自感与互感
d I1 dt
2
同样通有电流I2的线圈2 在空间产生磁场B2，B2在线圈
1中产生的磁通量为21，并且 21正比于I2，21 = M21 I2 ,
1
2
B2
1
I2
电流I2 变化，1中 产生感应电动势
1 =
M 21
d I2 dt
2和1称为互感电动势，方向可按照楞次定律确定。
3
理论和实验都可以证明 M21=M12= M
线圈内或周围空间： 无磁介质：互感M由线圈的几何形状、大小、匝数和相对 位置所决定。
有非铁磁质：除与以上因素有关外，还与磁介质的磁导率 有关，但与线圈中电流无关 无铁磁质：除与以上因素有关外，还决定于线圈中的电流。
互感应用：无线电和电磁测量。电源变压器, 输 入输出变压器,电压互感器,电流互感器等。
质， L与I无关；若当线圈内或周围空间存在铁磁质 时，L与I有关。
自感单位也是H (亨利)，与互感相同。 自感应用：日光灯镇流器；高频扼流圈；自感 线圈与电容器组成振荡电路或滤波电路。
自感危害：电路断开时，产生自感电弧。
7
互感和自感的关系
互感： M N1N2 S
0l
自感
L1
I
0
N2 1 l
S
N1
圈的应用。
5
二、自感现象 (self-induction phenomenon) 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，激发的
变化磁场引起了线圈自身的磁通量变化，从而在线 圈自身产生感应电动势。
所产生的感应电动势称为自感电动势。
过线圈的磁通量与线圈自身电流成正比： I1
= LI, L为自感系数，简称自感。
线圈中电流I 发生变化，自身磁通量也相应
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点磁电感应与电磁感应，是电气领域广泛应用的能量转换方式。
比如电动机、变压器、整流器等，其转换过程离不开自感和互感两种方式。
什么是自感与互感呢？你清楚吗？很多电工虽然略懂一二，但只知皮毛。
并不能全面解释概念与熟知原理，下面我们将进行一一解答。
希望为你夯实电工基础提供支持与帮助！一、什么是自感、互感？1、自感:指当电流通过导体时，自身在电流变化的状态下，其周围产生电磁感应现象，叫做自感现象。
自感的产生与大小，与磁通匝数、自感系数、自感磁能、自感电压四个方面的因素所影响。
自感在电工、电器、无线电技术应用广泛，比如我们常见的接触器线圈、电磁阀、电感元件、电控锁等。
2、互感:当一个线圈产生电流变化时，临近线圈也随之产生电压电流变化。
人们把这种磁量转换的方式，称为互感现象。
互感的产生与大小，会受单线圈自感系数与互感系数（两个线圈的几何形状，大小，相对位置）所影响。
通过互感现象，能量可以从一次线圈传递给二次线圈。
如我们常见的变压器、感应线圈、稳压器等。
二、自感与互感的区别有哪些？1、自感是单线圈电磁感应，互感是双线圈电磁感应。
是两种不同的能量转换方式，但都是电磁感应的原理。
2、自感为电能转为磁能的性能方式，互感可实现一种电压电流转为另一种电压电流的方式。
3、自感为自身电磁感应，互感会受自感的影响因素而发生变化。
4、两种感应方式，在电子、电器中与其他电气元件相互连接，所实现的功能差异较大。
一般自感用于调频、谐振、电磁感应等作用。
互感则用于电路变压器、电压电流调节、电源稳压等用途。
通过上述内容，我们基本了解了自感、互感的含义解释与区别差异。
希望你潜心学习，应用掌握，不断巩固与提升自身的电气技术能力。
互感与自感的关系
互感与自感的关系互感和自感是两个物理概念，它们在电磁学和电路理论中起着重要的作用。
本文将探讨互感和自感之间的关系及其在电路中的应用。
一、互感和自感的定义互感是指两个或多个线圈或导体之间由于磁场的相互作用而产生的感应电势。
当电流通过一个线圈时，其磁场会影响附近的其他线圈，从而使其他线圈中有感应电势的产生。
这种现象称为互感。
自感是指电流通过一个线圈时，该线圈自身所产生的磁场对自身感应电势的影响。
当电流变化时，线圈中的磁场也会发生变化，从而在线圈中引起感应电势，这种现象称为自感。
二、互感和自感的关系互感和自感都是由于磁场变化而引起的感应电势，它们之间存在着密切的关系。
在电路中，互感和自感可以相互转换。
当两个线圈互相靠近时，它们之间会产生互感。
互感的大小与线圈的匝数、线圈之间的距离以及磁性材料的性质有关。
互感可以用数学公式表示为：M = k√(L1L2)其中，M表示互感系数，L1和L2分别表示两个线圈的自感系数，k表示两个线圈之间的耦合系数。
自感可以看作是互感的特殊情况，即只有一个线圈时的互感。
自感的大小与线圈的匝数、线圈的形状以及线圈中的电流有关。
自感可以用数学公式表示为：L = μ0μrN²A/l其中，L表示自感系数，μ0表示真空中的磁导率，μr表示线圈中的相对磁导率，N表示线圈的匝数，A表示线圈的横截面积，l表示线圈的长度。
互感和自感之间的关系可以通过互感和自感之比来描述，这个比值称为耦合系数。
耦合系数是一个介于0和1之间的数，表示互感和自感之间的相对强度。
当耦合系数等于1时，表示互感和自感完全一致；当耦合系数等于0时，表示互感和自感完全独立。
三、互感和自感的应用互感和自感在电路中有着广泛的应用。
它们可以实现信号的耦合、变压器的工作以及电路的滤波等功能。
1. 信号耦合：互感可用于将一个电路的信号传递到另一个电路中。
通过合适选择互感系数和耦合方式，可以实现信号的耦合和传输。
2. 变压器：变压器是基于互感的原理工作的。
第四章 第6节 互感和自感
第6节互感和自感1．当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。
2．当一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。
3．自感电动势的大小为E ＝L ΔI Δt，其中L 为自感系数，它与线圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中储存了磁场能。
一、互感现象1．定义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的现象。
产生的电动势叫做互感电动势。
2．应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、收音机的“磁性天线”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正常工作。
二、自感现象和自感系数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在它本身激发出感应电动势的现象。
2．自感电动势 由于自感而产生的感应电动势。
3．自感电动势的大小E ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H 。
4．自感系数大小的决定因素 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。
三、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时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，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”。
1．自主思考——判一判(1)两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象。
(×)(2)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。
(√)(3)只有闭合的回路才能产生互感。
(×)(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。
什么是自感互感他们有什么区别与特点
什么是自感互感他们有什么区别与特点自感和互感是两个心理概念，涉及到个体与环境之间的互动关系。
他们在定义上有所区别，并且具有不同的特点。
首先，自感是指个体主观意识中对自我感受与情绪的认知和反应。
它是个体对自己感受和体验的直接知觉与表达。
自感是个体对内在感觉、心理状态进行知觉和表达的过程，可以包括情绪、情感、疼痛、温度等。
自感是个体对自身的反应和评价，是主观感受的一种体现。
互感则是个体对他人感受的知觉和体验。
它涉及到个体对他人情绪、心理状态和需要的感知和理解。
互感是个体通过观察、倾听和培养共情能力而理解和感知他人的情感和需要。
它是个体对他人的反应和认知，是一种外向的感知与体验。
自感和互感在性质上是不同的。
自感是个体对自身的反应和评价，是个体内心的一种体验；而互感是个体对他人的情绪和需求进行感知和理解，是个体与他人之间的一种交流和联接。
此外，自感和互感还有一些不同的特点。
1.方向性：自感是个体对自身的感受与情绪的体验和表达，是自我导向的；而互感则是个体对他人的情绪和需求的感知与理解，是他人导向的。
2.内向与外向：自感是发自个体内心的感受和评价，是内向的；而互感是通过观察和感知他人的情感和需求，是外向的。
3.表达方式：自感通常通过语言、行为和身体语言等来表达；而互感则可以通过倾听、支持和共情等方式来传达。
需要注意的是，自感和互感是相互影响的。
个体的自感能力可以影响其对他人的互感能力，而个体的互感能力也可以影响其对自己的自感能力。
这两者之间互动和平衡的关系是重要的。
综上所述，自感和互感是两个心理概念，分别指个体对自身感受和他人感受的认知和体验。
它们在性质、方向性、表达方式和心理效应等方面都有所区别和特点，但又相互关联和影响。
第二章 4 互感和自感
4 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 ΔI Δt ，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．互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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． 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．三、自感系数1．自感电动势：E ＝L ΔI Δt ，其中ΔI Δt是电流的变化率；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、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．四、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．3．自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质．1．判断下列说法的正误．(1)自感现象中，感应电动势一定与原电流方向相反．( × )(2)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大．( × )(3)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大．(√)(4)没有发生自感现象时，即使有磁场也不会储存能量．(×)(5)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．(×)2．如图所示，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________变亮，B灯________变亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．(均选填“立即”或“缓慢”)答案缓慢立即缓慢缓慢一、互感现象导学探究如图所示，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？答案两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．知识深化1．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．2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．3．应用与危害(1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的．(2)危害：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，这时要设法减小电路间的互感．例如在电路板刻制时就要设法减小电路间的互感现象．例1(多选)(2022·惠州市第一次调研)目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示．利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电．下列说法正确的是()A．只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C．A中电流越大，B中感应电动势越大D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大答案BD解析根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，B线圈中不会产生感应电动势，故A错误；若A线圈中输入变化的电可知，B线圈中会产生感应电动势，A线圈中电流变化流，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大，故B、D正确，C错误．二、自感现象导学探究1．按照如图所示电路图连接电路．(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．答案(1)灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．(2)接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．2.按照如图所示电路图连接电路．(1)若灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻，先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察开关断开时灯泡的亮度变化，并解释原因．若灯泡电阻大于线圈L的直流电阻，灯泡的亮度如何变化？(2)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？答案(1)灯泡逐渐熄灭．开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡逐渐熄灭．若灯泡电阻大于线圈L的直流电阻，则灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭．(2)开关闭合时，灯泡中的电流方向向左，开关断开瞬间，灯泡中的电流方向向右，所以开关断开前后，流过灯泡的电流方向相反．知识深化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，自感电动势的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．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．(3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图．考向1通电自感现象例2如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，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(线圈L的自感系数很大，直流电阻较小)()A．A比B先亮，然后A逐渐熄灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A逐渐熄灭D．A、B一起亮，然后B逐渐熄灭答案 B解析S闭合时，线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，电路稳定后线圈L的直流电阻较小，故流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．考向2断电自感现象例3(2022·哈尔滨三中高二月考)如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈L的自感系数较大，线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L>R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到()A．灯泡立即熄灭B．灯泡逐渐熄灭C．灯泡有闪亮现象D．只有在R L>R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象答案 B解析开关S闭合且电路稳定时，由于线圈直流电阻大于灯泡电阻，所以流过线圈的电流小于流过灯泡的电流，开关S断开瞬间，线圈上产生自感电动势，阻碍电流的减小，原来通过灯泡的电流随着开关断开而消失，而灯泡和线圈形成闭合回路，流过线圈的电流也流过灯泡，因此灯泡逐渐熄灭．若线圈直流电阻小于灯泡电阻，断开开关时，会出现灯泡闪亮现象．故选B.例4在如图所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过自感线圈的电流是2 A，流过灯泡D 的电流是1 A，现将开关S突然断开，能正确反映流过灯泡的电流i在开关S断开前后随时间t 变化关系的图像是( )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流，使线圈中的电流从2 A 逐渐减小，方向不变，且与灯泡D 构成闭合回路，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，故D 对．三、自感系数和磁场的能量 导学探究(1)自感电动势与哪些因素有关？(2)在断电自感现象中，断开开关后，灯泡仍然亮一会，是否违背能量守恒定律？答案 (1)根据公式E ＝L ΔI Δt可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关． (2)不违背．断电时，储存在线圈内的磁场能转化为电能，用以维持回路保持一定时间的电流，直到电流为零时，磁场能全部转化为电能并通过灯泡(或电阻)转化为内能，可见自感现象遵循能量守恒定律．知识深化1．自感电动势(1)表达式：E ＝L ΔI Δt. (2)理解：①公式中ΔI Δt为电流的变化率，电流变化越快，电流变化率越大，自感电动势也越大． ②公式中L 为线圈的自感系数．2．自感系数例5关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是()A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大C．自感电动势与原电流方向相反D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比答案 D解析当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项A错误；线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误；根据楞次定律，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C错误；对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率ΔI成正比，选项D正确．Δt考点一互感现象1．(多选)(2022·正定中学高二月考)下列关于互感现象的说法正确的是()A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象B．互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”D．在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作答案ABC解析两个相互靠近的线圈，当一个线圈的电流变化时，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，这种现象称为互感现象，选项A正确；之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，选项B正确；收音机的“磁性天线”是利用互感原理工作的，也就是利用互感现象将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能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，选项D错误．2.(多选)如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有()A．闭合开关S后，把R的滑片右移B．闭合开关S后，把R的滑片左移C．闭合开关S后，把Q靠近PD．无需闭合开关S，只要把Q靠近P即可答案BC解析闭合开关S后，若把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，Q线圈中电流方向与题图电流方向相反，故A错误；同理可知，B正确；闭合开关S 后，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相同，故C正确；若S不闭合，则Q线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，故D错误．考点二自感现象3.如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则()A．开关S闭合时，灯泡A比B先亮B．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮C．开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后亮度保持不变D．开关S断开瞬间，A、B闪亮一下逐渐熄灭答案 C解析开关S闭合时，由于L的阻碍作用，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，此后，有电流流过L，且流过L的电流逐渐增大，流过A的电流逐渐减小，电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯比原来更亮且最后亮度保持不变，故C正确，A、B错误；开关S断开瞬间，B 中电流消失，故立即熄灭，由于电感线圈中产生自感电动势，且L和A构成回路，所以A 闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误．4.(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈L的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流I L和电阻中的电流I R随时间t变化的图像．下列图像中可能正确的是()答案AD5．图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，闭合开关S1，电路稳定后，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮．而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图甲中，A1与L1的电阻值相同B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等答案 C解析断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明I L1>I A1，即R L1<R A1，故A错；闭合S1，电路稳定后，因为R L1<R A1，所以A1中电流小于L1中电流，故B错；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，说明变阻器R与L2的电阻值相同，故C对；闭合S2瞬间，通过L2的电流增大，由于电磁感应，线圈L2产生自感电动势，阻碍电流的增大，则L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错．6.(2021·合肥市高二期末)如图所示是演示自感现象的电路，A1与A2是完全相同的灯泡，电阻均为R；在开关S2断开、S1闭合并且电路稳定时两灯的亮度一样．现闭合开关S2，待电路稳定后，突然断开开关S1的瞬间，下列说法正确的是()A．A1立即熄灭B．A1先是变得更亮，再逐渐变暗直至熄灭C．有短暂电流流过A2，方向向右D．有短暂电流流过A1，方向向左答案 D解析开始S2断开、S1闭合，电路稳定时两灯的亮度相同，且已知A1、A2是完全相同的灯泡，电阻均为R，故线圈的直流电阻为R.S1、S2都闭合且电路稳定时，流过L、A1、A2、定值电阻的电流都相同．此时断开S1，线圈L和灯泡A1、开关S2组成回路，由于线圈L的自感作用，产生自感电动势，回路中的电流从原来电流大小逐渐减小，灯泡A1从原来亮度逐渐变暗，流过A1的电流从右向左，而灯泡A2立即熄灭．综上可知，选项A、B、C错误，选项D正确．7．(多选)在如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用i1、i2表示流过D1、D2的电流，则下列图像中能定性描述电流随时间变化关系的是()答案BC解析闭合开关S后，通过D1、D2和D3的电流方向都是由上向下，D1中电流逐渐增大至稳定，且D1中稳定电流为D2、D3中稳定电流的2倍，断开开关S后，由于自感现象，通过D1的电流方向不变，电流逐渐减为0，故选项A错误，B正确；开关断开后，D2和D3中电流方向与原方向相反，大小由D1中的稳定电流值逐渐减为0，故选项C正确，D错误．8.(2021·驻马店市高二上期末)如图所示的电路中，L为电感线圈，其电阻与电阻R相等，C 为电容器，A、B为两灯泡，电源内阻r不可忽略，当开关S由闭合状态断开时()A．A灯立即熄灭B．A灯突然闪亮一下再熄灭，c点电势比d点高C．B灯无电流通过，不可能变亮D．电容器立即充电，有电流从a点到b点流过B灯答案 D解析当开关S由闭合变为断开时，线圈中产生自感电动势，与灯泡A和电阻R构成闭合回路放电，由于断开开关前流过线圈的电流大于流过灯泡A的电流，故灯泡A突然闪亮一下再缓慢熄灭，电流从d到c流过灯泡A，故d点电势比c点电势高，A、B错误；当开关S由闭合变为断开时，电容器两端的电压变大，故电容器充电，有充电电流，故灯泡B有电流通过，电流方向由a到b，C错误，D正确．9.(2021·恩施市高二下月考)如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、直流电阻不计的线圈，L1、L2是规格相同的灯泡，D是理想二极管．则()A．闭合开关S，L2逐渐变亮，然后亮度不变B．闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮，最后亮度相同C．断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再与L1同时熄灭D．断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2一直不亮答案 C解析闭合开关S，由于二极管有单向导电性，L2中无电流，始终不亮，线圈L产生自感现象，L1逐渐变亮，A、B错误；断开开关S的瞬间，线圈L产生自感现象，与灯泡L1和L2串联，二极管正向导通，所以L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再与L1同时熄灭，C正确，D 错误．。
互感和自感
游戏：牵手
1、将这几位同学与一节干 电池连结，请同学们谈谈 你的感受。 2、将这几位同学与如图所 示电路连续结闭合开关前， 请同学们谈谈你的感受。 3、闭合开关，请同学们谈谈你 的感受。 4、断开开关，请同学们再谈谈你 的感受。 5、有电击感，说明有电流通过 人体，这是为什么呢？试着解 释这种现象。
常发光，当断开开关S的瞬间会有（ A．灯A立即熄灭
A
）
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
A
4．如图，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（
D
）
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
2、如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为 I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则 能正确反映灯A中电流变化的图是(
2I L i I 0 i I 0 -I i to t 2I I 0
C
to
B
)
i
I
A
S
to
A
t
t
I 0 -I -2I
C
to D
t
3．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电的应用：变压器、收音机磁性天线、延时继电器等
2、自感的应用：日光灯，无线电设备中的自感线圈等
3、互感的防止：电路板间防止相互干扰。 自感的防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的 电路瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕 电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用 双线绕法。
总结以上两个实验，你能得到什么结论？
结论：自感电动势总要阻碍通过自身的电 流的变化。满足“增反减同”。
互感和自感课件
解析：S 闭合，电路中电阻由 2R 减小为 R，电流从 I0＝2ER增
大到 I′＝ER.由于电流的变化，使线圈中产生自感电动势，阻碍 电流的变化，即阻碍电流的增加，最后变化到稳定后的值即没有 自感作用后应该达到的值．
答案：D
反思领悟：在进行分析计算时，要注意： (1)自感线圈的直流电阻为零，那么电路稳定时可认为线圈短 路； (2)在电流由零增大的瞬间可认为线圈断路． (3)在线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化， 但“阻碍”不是“阻止”，“阻碍”实质上是“延缓”．
偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表 ，故应先断开 S2，故选 B 项．
题型 2 电路中电流大小变化的判断
图 4－6－7 【例 2】 如图 4－6－7 所示，多匝电感线圈 L 的电阻和电池 内阻不计，两个电阻的阻值都是 R，开关 S 原来打开，电流 I0＝2ER， 今合上开关 S 将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生
探究 3 通电自感和断电自感是如何产生的？
在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如 通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具 体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况.
观察 对象
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
电流突然变大，然后逐渐减 小达到稳定
解析：当开关 S 接通时，A1 和 A2 同时亮，但由于自感现象 的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势阻
碍电流的增大，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始
时电流几乎全部从 A1 通过，而该电流又将同时分路通过 A2 和 R， 所以 A1 先达最亮，经过一段时间电路稳定后，A1 和 A2 达到一样 亮；当开关 S 断开时，电源电流立即为零，因此 A2 立即熄灭， 而对 A1，由于通过线圈的电流突然减小，线圈中产生自感电动势 阻碍电流的减小，使线圈 L 和 A1 组成的闭合电路中有感应电流， 所以 A1 后灭．
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第六节 互感和自感
一、互感现象
如右图所示，两线圈之间没有导线相连，但当左
线圈中电流变化时，它产生的变化的磁场会在右线圈
中产生感应电动势，这种现象叫 ，这
种感应电动势叫 。
利用互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈
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在它本身也激发出感应电动势，这种现象称为 ，由于自感而产生的感应电动势叫 。
自感电动势同样遵从法拉第电磁感应定律 E=∆Φ/∆T
由于磁场的强度正比于电流的强度，所以磁通量的变化正比于电流的变化E ∝∆I/∆T 写成等式 E=L ∆I/∆T
L 是比例系数，叫自感系数，简称 或
自感系数L 由线圈自身的因素决定，它与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关。
线圈越粗、越长、匝数越密，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大的多。
电感的单位 简称
常用单位 1H= mH= μH
自感系数L 表征了电路本身的一种电磁属性。
任何回路中只要有电流的改变，就必将在回路中产生自感电动势，以阻碍回路中电流的改变。
显然，回路的自感系数愈大，阻碍电流变化的能力也越强，则改变该回路中的电流也愈不易。
换句话说，回路的自感有使回路保持原有电流不变的性质，这一特性和力学中物体的惯性相仿。
因而，自感系数可认为是描述回路“电磁惯性”的一个物理量。
演示实验1：如右图所示，两个灯泡A 1和A 2的规格相同，线圈L 和电阻R 的电阻相同。
闭合电键，可观察到灯泡
A 1 ，灯泡A 2 现象解释：接通电源的瞬间，电路中的电流增强，穿过
线圈L 的磁通量也随之增加，所以线圈L 中产生自感电动势，阻碍电流的增大。
但不能阻止电流的增大，只是延缓了电流变大的时间，使灯泡A 1较慢的亮起来。
自感系数L 越大，
对电流的阻碍作用越强，现象越明显。
流过灯泡A 1和A 2的电流I 随时间t 变化的图象如右图所示。
流过灯泡A 2的电流瞬间即达到最大值，而流过灯泡
A 1的电流却需要较长的时间。
演示实验2：如图所示，灯泡电阻R A 大于线圈电阻R L 。
断开电
键，可观察到灯泡
电键闭合，灯泡正常发光时，由于灯泡电阻R A 大于线圈电阻R L ，此时灯泡的电流I A 小于流经线圈的电流I L 。
断开电键，流过
线圈L 的电流减小，穿过线圈的磁通量也随之减少，线圈会产生
自感电动势，阻碍线圈中电流的减少。
虽然这时电源已经断开，但线圈L 和灯泡A 组成了闭合回路，此时线圈相当于电源。
断开电键的瞬间，流经灯泡A 电流方向与原来电流方向 ，其电流由 逐渐减少到零。
由于电键断开的瞬间，流经灯泡A 瞬时电流大于原来的电流，故能观察到灯泡闪亮一下。
流过线圈L 和灯泡A 的电流I 随时间t 变化的图象如下图所示。
断开电键后流经灯泡A 电流方向与原来电流方向相反，且断开的瞬间流经灯泡A 电流大于原来的电流。
讨论：
⑴若R A ＝R L ，或R A ＞R L ，是否还会观察到灯泡闪亮？
⑵电键断开时，线圈L 和灯泡A 构成回路，可观察到自感现象。
若线圈L 和灯泡A 构成如右图所示的电路，断开电键时，是否还能观
察到自感现象？
三、磁场的能量
在演示实验2中，电键断开后，线圈中的电流不会立即消失，这时电流仍然可以做功，说明线圈中储存了能量，此能量储存在磁场中。
电键闭合时，线圈中电流从无到有，其中的磁场也是从无到有，磁场能也是从无到有，是电源把能量输送给磁场，电能转化为磁场能。
电键断开后，磁场能转化为电能。
四、延时继电器
右图是生产中常用的一种延时继电器的示意图。
铁芯上
有两个线圈A 和B 。
线圈A 跟电源连接，线圈B 的两端接
在一起，构成一个闭合电路。
在拉开开关S 的时候，弹簧k
并不能立即将衔铁D 拉起，从而使触头C （连接工作电路）
立即离开，过一段时间后触头C 才能离开；延时继电器就
是这样得名的。
试说明这种继电器的工作原理。
保持电键S 1闭合，当拉开开关S ，使线圈A 中电流变小
并消失时，铁芯中的磁通量发生了变化（减小），从而在线圈B 中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此弹簧k 不能立即将衔铁拉起。
讨论：若保持电键S 1断开，当拉开开关S ，是否还会出现延时现象？
I L
－I I －I I －I 1
例题：如右图所示，A、B是规格相同的两个灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻忽略不计。
当开关由断开变为闭合时，A、B
注意：L是自感系数很大的线圈，阻碍电流变化的能力非常强，闭合电键的瞬间，流经线圈L的电流可近似认为是零，此瞬间有线圈L的支路可处理成断路。
由于线圈L 的电阻忽略不计，电路达到稳定状态后，两灯泡的亮度一样。
涡流
一、涡流：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，叫，简称
二．涡流的防止和利用
(1)涡流的防止
导体中发生涡电流，有有害的方面。
在许多电磁设备中常有大块的金属部件，涡电流可使铁芯发热，浪费电能，这就是涡流耗损。
涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加的铁芯，在变化的磁场中，产生的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通钢的电阻大，可以进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块金属．
(2)涡流的利用
冶炼金属的高频感应炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．
电学测量仪表要求指针的摆动很快停下来，以便可以迅速读出读数．我们在上一章讲的电流表的线圈要绕在铝框上，铝框就是起这个作用的．当被测电流通过线圈时，线圈受安培力带动指针和铝框一起转动．铝框在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动，于是使指针很快地稳定指到读数
三、涡流的阻尼作用
1．电磁阻尼涡电流还可以起到阻尼作用。
利用磁场对金属板的这种阻尼作用，可制成各种电动阻尼器，例如磁电式电表中阻尼装置，就是应用涡电流实现其阻尼作用的。
2．电磁驱动这是对"电磁阻尼作用起着阻碍相对运动"的另一种形式的应用。
感应式异步电动机就利用了这一基本原理。
课后反馈练习题
1、关于自感现象，正确的说法是： （ ）
A 、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。
B 、对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感系数一定越大。
C 、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中的自感电动势一定大。
D 、对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势一定越大。
2．如图所示电路(a)、(b)中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值相等．闭合电键S ，使电路达到稳定状态，灯泡A 正常发光 （ ）
A ．在电路(a)中，断开S ，A 将渐渐变暗
B ．在电路(a)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐
渐变暗
C ．在电路(b)中，断开S ，A 将渐渐变暗
D ．在电路(b)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐
渐变暗
3、如图所示电路，L 是自感系数很大的线圈，其电阻忽略不计。
电池的内电阻忽略不计，两个电阻器的阻值都是R ．电键S 原来断开，电路中电流I 0=E ／2R ，今闭合电键将一个电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这自感电动势（
A ．有阻碍电流的作用，最后电流由I 0减小为零
B ．有阻碍电流的作用，最后总小于I 0
C ．有阻碍电流增大作用，因而电流保持为I 0不变
D ．有阻碍电流增大作用，但电流最后还是要增大到2I 0 4
、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零。
A 和B 是两个相同
的小灯泡。
⑴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？
⑵当开关S 由闭合变为断开时，A 、B
5
、如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。
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，磁铁很快地停下来。
分
析这个现象产生的原因，并说明此现象中能量转化的情况。
6、课本P-32页问题与练习第3题
L。