高二物理互感和自感
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高二物理选修32第四章电磁感应6互感和自感
原因：由于线圈Ｌ自身的磁通量增加而产生了感应 电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍 线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大， A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
课堂例题
例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 _C__图；通过灯泡A2的电 流随时间变化的图像为_A__图。
高二物理选修３－２
第四章 电磁感应 6 互感和自感
一、互感现象：当一个线圈中的电流变化时,它所产 生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势
——互感电动势
利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈.
问题情景： 如图断开闭合开关瞬间，CD 中会有感应电流吗？ 这是互感吗？
C
ו •
A•
•×
•
G
二.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象
——自感电动势
1.自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化
1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
实验一：通电自感
现象：在闭合开关Ｓ瞬间， 灯A2立刻正常发光，A1却比 A2迟一段时间才正常发光。
×
•
ו
• • ••
ห้องสมุดไป่ตู้• I• • •
ו •
D
•B
S
注意： １．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相互靠近的电路之间。 ２．互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
互感现象在日常生活中的应用
请大家看以下两个实验，观察现象
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。
课堂例题
例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 _C__图；通过灯泡A2的电 流随时间变化的图像为_A__图。
高二物理选修３－２
第四章 电磁感应 6 互感和自感
一、互感现象：当一个线圈中的电流变化时,它所产 生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势
——互感电动势
利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈.
问题情景： 如图断开闭合开关瞬间，CD 中会有感应电流吗？ 这是互感吗？
C
ו •
A•
•×
•
G
二.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象
——自感电动势
1.自感电动势的作用：阻碍导体中原电流的变化
1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
实验一：通电自感
现象：在闭合开关Ｓ瞬间， 灯A2立刻正常发光，A1却比 A2迟一段时间才正常发光。
×
•
ו
• • ••
ห้องสมุดไป่ตู้• I• • •
ו •
D
•B
S
注意： １．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相互靠近的电路之间。 ２．互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
互感现象在日常生活中的应用
请大家看以下两个实验，观察现象
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。
高中物理选修3-2-互感和自感
互感和自感知识元自感互感知识讲解自感现象（1）定义当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象．产生的电动势叫作自感电动势．（2）通电自感和断电自感自感电动势电路现象的作用接通电源的瞬间，灯阻碍电流的增加通电自感泡A1慢慢的亮起来。
断开开关的瞬间，灯断电自感阻碍电流的减小泡A逐渐变暗（3）自感电动势的大小：；其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：享利，符号H.1mH=10－3H；1μH=10－6H.（4）自感系数的决定因素：由线圈本身性质决定，与线圈的形状、体积、匝数以及是否有铁芯等因素有关，与E L、ΔI、Δt等无关．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，在电力工程中和电子电路中，有时会影响电路正常工作．例题精讲自感互感例1.如图所示，A、B是完全相同的两只小灯泡，L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，下列说法正确的是（）A．闭合电键S瞬间，A灯逐渐变亮，B灯立即亮B．电键闭合一段时间后，A灯不亮，B灯亮C．断开电键S的瞬间，A、B灯同时熄灭D．断开电键S的瞬间，A、B灯都闪亮一下后再熄灭例2.如图所示的电路中，A1、A2是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。
先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是（）A．合上S时，A1灯立即亮起来，A2逐渐亮，最终二者一样亮B．断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭C．断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，且通过A1灯泡的电流方向与原电流方向相反D．断开S时，A2灯会突然闪亮一下后再熄灭例3.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．线圈中的电流变化越快，自感系数越大C．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定D．线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零例4.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，其电阻值与R相同。
高二物理互感和自感
A1 比 A2 亮 。
编辑课件
课堂训练
3、如图所示的，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
L
R
D1和D2亮暗的顺序是 S
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 A
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
编辑课件
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（ A）
A．灯A立即熄灭
B．灯A慢慢熄灭
A
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
如：变压器
编辑课件
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.
3、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。
编辑课件
3、自感电动势的作用： 阻碍导体中原来电流的变化。
1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。 2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的
编辑课件
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
E L I 2、自感系数 L－简称自感或电感 t
咯/洁灰の玉掌晶莹灰皙/流淌着光芒/存在着浩瀚之力/在她舞动着繁琐奥妙纹
高二物理教案互感和自感知识点
高二物理教案互感和自感知识点1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，如图4-6-1只要A线圈的电路中可变电阻的阻值R周期性地变化，那么A和B两个线圈之间就会发生互感现象。
例如电阻R增大，A中电流变小，B线圈中磁通量减少产生感应电流，感应电流产生的磁场也会引起A线圈中磁通量的变化，所以A、B两个线圈的磁通量是互相影响的，象这样两个互相靠近的线圈中只要有一个线圈中的电流变化，就会出现互感现象。
2.自感现象是因为线圈自身的电流变化而引起线圈的磁通量变化，由此产生的电动势叫自感电动势。
所以自感现象就是一种电磁感应现象。
自感现象既遵循法拉第电磁感应定律又遵循楞次定律。
只是因为自感线圈内的磁通量的变化率与线圈内的电流的变化率成正比例，所以电流变化越快自感电动势越大。
也就是说自感电动势与电流的变化率成正比，比例常数就是自感系数L，单位是亨利，符号是H。
3.因为自感现象是以电流变化为主线展开讨论的，所以在研究自感问题时，应首先研究电流的变化情况。
因电流的变化引起磁场的变化，磁场的变化引起磁通量的变化，磁通量的变化产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流的变化。
但阻碍电流的变化不等于阻止电流的变化。
4.在具体分析自感支路对其他电路影响时，如果自感支路的电流在减少则应该把产生自感电动势的线圈看作新的电源，新电源阻碍电流的减少;如果自感支路中的电流在增大，自感线圈就相当于一个接反了的电源，这一电源阻碍电流的增加。
5.线圈的自感系数是由线圈自身的性质决定的，与线圈中的电流无关。
这一点就象导体的电阻与导体中的电流无关一样。
影响线圈自感系数的因素很多(空心线圈的自感系数与单位长度的匝数的平方成正比，与线圈的体积成正比)，但插入铁芯线圈的自感系数明显增大(约为103-104倍)。
6.磁场与电场一样也具有能量，磁场是由电流产生的，所以线圈中电流变化时磁场的能量就在变化;电场是由电荷产生的，所以电容器中电荷量变化时电场的能量就在变化。
2.4 互感和自感 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修二
噼啪啪”的电火花。 ▪ 正常工作的电风扇(220 V)在调换转速挡时，开关盒中往往也会产生电火花。 ▪ 这些电火花产生的原因是什么呢?
亨利及自感现象的发现
▪ 美国人，少年时做过钟表店的学徒，在一个偶然机会读了《实验哲学讲义》 后，对自然科学产生兴趣。后来进入奥巴尔尼学院学习，1826年成为该学 院教授，1832 年受聘于普林斯顿大学作自然哲学教授，1846年任新成立的 华盛顿斯密斯学院院长，亨利像法拉第一样，对奥斯特实验很感兴趣。
▪ 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。
3.活动：观察通电与断电自感现象
观察：通电自感与断电自感现象
实验现象
▪ 闭合开关 S，调节变阻器 R，使灯泡 A1 和 A2 亮度相同，再调节滑动变阻 器 R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关 S。
▪ 重新闭合开关 S，注意观察开关闭合后两个灯泡的发光情况。 ▪ 接通电源的瞬间，可以看到与滑动变阻器 R 串联的灯泡 A2 立即正常发光;
磁场的能量
▪ 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开 时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
思考与练习
▪ 制造精密电阻时常常采用双线绕法，这种方法有什么优点?
▪ 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 地减少，因而在线圈中产生感生电动势.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，在这个电路中有感生电流 I 通过，所以灯泡不 会立即熄灭.
4.自感系数
自感系数 L
▪ 自感电动势的大小： 与电流的变化率成正比。
▪ 因为它是一个电感线圈，而通过的又是变化的交变电流，这样线圈内就会 感应出一个自感电动势E，它的作用是阻碍电流变化，从而使电流不会太大， 也不会太小，于是灯管正常发光。
亨利及自感现象的发现
▪ 美国人，少年时做过钟表店的学徒，在一个偶然机会读了《实验哲学讲义》 后，对自然科学产生兴趣。后来进入奥巴尔尼学院学习，1826年成为该学 院教授，1832 年受聘于普林斯顿大学作自然哲学教授，1846年任新成立的 华盛顿斯密斯学院院长，亨利像法拉第一样，对奥斯特实验很感兴趣。
▪ 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。
3.活动：观察通电与断电自感现象
观察：通电自感与断电自感现象
实验现象
▪ 闭合开关 S，调节变阻器 R，使灯泡 A1 和 A2 亮度相同，再调节滑动变阻 器 R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关 S。
▪ 重新闭合开关 S，注意观察开关闭合后两个灯泡的发光情况。 ▪ 接通电源的瞬间，可以看到与滑动变阻器 R 串联的灯泡 A2 立即正常发光;
磁场的能量
▪ 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开 时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
思考与练习
▪ 制造精密电阻时常常采用双线绕法，这种方法有什么优点?
▪ 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 地减少，因而在线圈中产生感生电动势.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，在这个电路中有感生电流 I 通过，所以灯泡不 会立即熄灭.
4.自感系数
自感系数 L
▪ 自感电动势的大小： 与电流的变化率成正比。
▪ 因为它是一个电感线圈，而通过的又是变化的交变电流，这样线圈内就会 感应出一个自感电动势E，它的作用是阻碍电流变化，从而使电流不会太大， 也不会太小，于是灯管正常发光。
2.4互感和自感 课件 高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
教学分析
Teaching Analysis
在图断电自感实验中，开关断开后，灯泡的发光还 能维 持一小段时间，有时甚至会比开关断开之前 更亮。这时灯 泡的能量是从哪里来的?
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。
D
教学分析
Teaching Analysis
有时自感电动势会大于 原来电路中的电源电动势。
线圈的自感系数越大，自感现象越明显， 线圈能 够体现电的“惯性”。
教学分析
Teaching Analysis
1.某同学研究自感现象时，设计了如 图所示的电路，自感线圈的直流电 阻小于小灯泡电阻，则下列有关现 象正确的是（） A.电键闭合时，灯泡逐渐变亮 B.电键闭合时，灯泡立即变亮 C.电键断开时，灯泡逐渐熄灭 D.电键断开时，灯泡闪亮后再熄灭
2.4 互感和自感
教学分析
Teaching Analysis
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。
教学分析
Teaching Analysis
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线 圈， 因此互感在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器 和手机无线充电器就是利用互感现象制成的。
教学分析
Teaching Analysis
现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正 常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会 儿 才正常发光。
在电路中，闭合开关的瞬间，电流从 无到有， 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Байду номын сангаас泡A1较慢地亮起来。
高中物理选修课件第四章互感和自感
06
总结与回顾
重点知识点总结
互感和自感的概念
互感系数和自感系数的定义
互感是指两个线圈之间通过磁场相互作用 而产生的感应电动势，自感则是指线圈自 身电流变化时产生的感应电动势。
互感系数表示两个线圈之间的磁耦合程度 ，自感系数则表示线圈自身的磁性质。
法拉第电磁感应定律
楞次定律
描述线圈中磁通量变化时产生的感应电动 势的大小和方向。
练习题与答案解析
• 答案解析 • 【答案】根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，当一个线圈中的电流发生变化
时，会在另一个线圈中产生感应电动势。互感系数与两个线圈的形状、大小、 匝数和相对位置有关，可以通过实验测量或计算得出。 • 【答案】根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，当线圈中的电流发生变化时， 线圈自身会产生感应电动势。自感系数与线圈的形状、大小、匝数和有无铁芯 有关，可以通过实验测量或计算得出。 • 【答案】当闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，根据法拉第 电磁感应定律和楞次定律，线圈中会产生正弦式交变电流。感应电动势和感应 电流的最大值出现在线圈平面与磁场方向垂直的位置，而它们的有效值可以通 过最大值除以根号2得到。
实验步骤和数据记录
实验步骤 1. 搭建实验电路，包括电源、开关、滑动变阻器、电流表和两个线圈。
2. 将电流表与线圈1串联，测量线圈1中的电流。3
04
3. 闭合开关，调节滑动变阻 器，使线圈1中的电流发生变
化。
4. 观察并记录电流表读数， 分析线圈1中电流变化对线圈
2的影响。
线圈中的电流发生变化。
自感现象的应用
日光灯、节能灯等照明设备中利用自感现象来启动或调节电流。
自感系数
自感系数的定义
互感和自感课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第二册
线圈的圈数
二、自感—自
感系数
2
（1）物理意义:
是否有铁芯
线圈的大小
1. 一条导线弯了几匝的线圈
自感系数
描述线圈产生
自感电动势本
领大小的物理
量
2. 空芯线圈，
3. 在铁芯上绕了几千匝的线圈，
H、mH、H
1H 103 mH 106 H
三、磁场的能
量—自主学习
知识点三
磁场的能量
1.自感现象中的磁场能量：线圈中电流从无到有
二、自感—例
题
C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
答案:AD
解析:闭合S接通电路时,A2支路中的电流立即达到最大,A2先亮;由于线圈的自感作
用,A1支路电流增加得慢,A1后亮。A1中的电流稳定后,线圈的阻碍作用消失,A1与A2并
接触不良，就会产生射频火花。
互感现象能发生在两个相互靠的
很近的电路之间，有时会影响电
路工作，因此也要设法减小电路
间互感的影响。
知识点二
自感现象
自感系数
1.自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化
二、自感—自
主学习
的磁场在
线圈本身
2.自感电动势：由于
激发出感应电动势的现象。
自感
而产生的感应电动势。
化时，另一个线圈中
就产生感应电动势，
这种现象叫做互感，
产生的感应电动势叫
做互感电动势。
一、互感现
象—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
高二物理课件：互感和自感
随堂检测 1 如下图所示，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。 L A1 R A2
I
I
I
I
S
t
R1
t
t
t
A
B
C
D
2在下图中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA 相等，则电键断开瞬间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。
2 断电自感
（1）开关闭合稳定后
I2
（2）开关断开瞬间
I1
I1 I1
解释：在开关断开的瞬间，通过线圈的电流减小，穿 过线圈的磁通量减少，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，在这个回路中有感应电流通过，所以灯泡不 会立即熄灭。
3.自感电动势的作用：
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 流发生变化时，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
互感作用：利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈
收音机里的磁性天线.
互感的防止：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。
I
t
I
t
I
t
I
t
A
B
C
Байду номын сангаас
D
3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，说法正确的是
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
高中物理选修课件第章互感和自感
实验结果讨论
实验结果与理论预测基本相符，验证了影响互感自感大小的因素。同时，实验结果也表明在实际应用中可以通过 改变线圈的匝数、形状等条件来调节互感自感的大小，以满足不同需求。此外，实验结果还可以为电磁感应现象 的研究提供实验依据和参考。
06 知识拓展：无线 充电技术原理及 应用前景
无线充电技术基本原理介绍
高中物理选修课件第章互感 和自感
汇报人：XX 20XX-01-18
目 录
• 互感现象与互感系数 • 自感现象与自感系数 • 电磁感应定律在互感自感中应用 • 典型例题分析与解答技巧 • 实验：探究影响互感自感大小因素 • 知识拓展：无线充电技术原理及应用前景
01 互感现象与互感 系数
互感现象定义及产生条件
实验步骤和数据记录要求
01
数据记录要求
02
03
04
1. 记录实验条件，包括线圈 的匝数、形状、大小、相对位
置以及电流的变化率等。
2. 记录实验数据，包括电流 表、电压表的读数以及计算得
到的互感自感系数等。
3. 数据记录要准确、详细， 方便后续的数据分析和讨论。
实验结果分析和讨论
实验结果分析
通过对实验数据的整理和分析，可以得到不同条件下互感自感系数的变化规律。例如，当线圈匝数增加时，互感 自感系数也会相应增加；当线圈形状改变时，互感自感系数也会发生变化。
标准等，不同标准采用不同的工作原理和频率，具有不同的优缺点。
02
产业链完善
随着无线充电技术的不断发展，相关产业链也在不断完善，包括芯片设
计、线圈制造、方案集成等环节。
03
应用领域广泛
无线充电技术已经应用于智能手机、可穿戴设备、电动汽车等领域，极
实验结果与理论预测基本相符，验证了影响互感自感大小的因素。同时，实验结果也表明在实际应用中可以通过 改变线圈的匝数、形状等条件来调节互感自感的大小，以满足不同需求。此外，实验结果还可以为电磁感应现象 的研究提供实验依据和参考。
06 知识拓展：无线 充电技术原理及 应用前景
无线充电技术基本原理介绍
高中物理选修课件第章互感 和自感
汇报人：XX 20XX-01-18
目 录
• 互感现象与互感系数 • 自感现象与自感系数 • 电磁感应定律在互感自感中应用 • 典型例题分析与解答技巧 • 实验：探究影响互感自感大小因素 • 知识拓展：无线充电技术原理及应用前景
01 互感现象与互感 系数
互感现象定义及产生条件
实验步骤和数据记录要求
01
数据记录要求
02
03
04
1. 记录实验条件，包括线圈 的匝数、形状、大小、相对位
置以及电流的变化率等。
2. 记录实验数据，包括电流 表、电压表的读数以及计算得
到的互感自感系数等。
3. 数据记录要准确、详细， 方便后续的数据分析和讨论。
实验结果分析和讨论
实验结果分析
通过对实验数据的整理和分析，可以得到不同条件下互感自感系数的变化规律。例如，当线圈匝数增加时，互感 自感系数也会相应增加；当线圈形状改变时，互感自感系数也会发生变化。
标准等，不同标准采用不同的工作原理和频率，具有不同的优缺点。
02
产业链完善
随着无线充电技术的不断发展，相关产业链也在不断完善，包括芯片设
计、线圈制造、方案集成等环节。
03
应用领域广泛
无线充电技术已经应用于智能手机、可穿戴设备、电动汽车等领域，极
高二物理 互感和自感
高二物理4.6 互感和自感知识与技能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。
自主学习1、互感现象互感。
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广泛的应用。
请大家举例说明。
互感现象有其有利的一面，也有其不利的一面。
任何两个相互靠近的电路之间都会存在互感现象。
互感现象有时会影响电路的正常工作，这是就要设法减小电路间的互感。
2、自感现象［实验1］通电自感现象。
如图所示，A 1、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2］断电自感。
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？自感现象。
自感电动势。
3．自感系数自感电动势的大小决定于哪些因素呢？自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式。
电流的变化率是什么？什么叫自感系数呢？线圈的自感系数与哪些因素有关？自感系数的单位是什么？4．磁场的能量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。
（四）实例探究☆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R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？★巩固练习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．磁通量的单位是_____，磁感强度的单位是_____，自感系数的单位是_____。
【高中物理】互感和自感+课件+学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
本课小结
自感现象的特点 1、自感电动势总是阻碍原电流的变化。 2、通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 3、通常电流稳定时，自感线圈相当于普通导体。 4、线圈自感系数越大，自感现象越明显。自感电动势只是延 缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。
再见
2.4互感现象
互感现象
1.互感：当一线圈中的电流发生变化时，在临近的 另一线圈中产生感应电动势的现象，叫做互感现象。
2.互感电动势
互感传递能量
利用互感现象可以把能量由一 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。
互感传递信息
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的 应用
A IA
L
E感
IL
S
流过小灯泡的电流随时间的变化 I
O
t
结论2：自感电动势的作用——“阻碍”原电流的减少。
反馈训练
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__B_图，通过灯泡的电流随时间的变化图 像为___图；C
若RL远小于RA，通过灯泡的电流图像为_D_图。
2、接通电路，待灯泡正常发光，
断开电路。
3、当电路断开时，观察灯泡A
的亮度变化情况。
现象：逐渐熄灭
Байду номын сангаас
或闪亮一下之后逐渐熄灭
断电自感分析
IL
A IA
L
B原
E感
IL
S
B感
S断开 ？ 通过线圈的电流I 减小 ？ 穿过圈的磁通量减小 ？
线圈产生感应电动势 ？ 阻碍电流减小（补偿）
2.4互感与自感 课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
线圈ห้องสมุดไป่ตู้变化电流 的阻碍
自感现象引起
决定了电流的稳定值
决定了电流达到稳定值的时间
电能→内能
电能→磁场能 磁场能→电能
互感和自感
五、通电自感与断电自感
线圈与灯泡的关系 接通电源的瞬间，灯泡如何变化？ 自感电动势的作用？ 断电时，灯泡如何变化？
互感和自感
五、通电自感与断电自感
线圈与灯泡的关系 接通电源的瞬间，灯泡如何变化？ 自感电动势的作用？ 断电时，灯泡如何变化？
互感与自感
互感和自感
一、互感现象 1.定义：两个相互靠近的线圈 (或同一铁芯)，当一个线圈中的 电流变化时，在另一个线圈中 产生感应电动势的现象，称为 互感。
互感和自感
一、互感现象 2.互感电动势：互感现象中产 生的感应电动势，称为互感电 动势。
互感和自感
3、互感现象的应用
作用：把能量由一个线圈传递到另一个线圈。 应用：变压器 收音机的“磁性天线”
互感和自感
4、互感现象的危害
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，有时会影响电路的正常工作，这是要 设法减小电路间的互感。
互感和自感
二、自感现象 1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，它所 产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的 现象，叫自感现象。
互感和自感
电流很强的电路中切断电源的瞬间会有很高 的自感电动势产生电弧。
防治方法：双绕线法（抵消磁通量）
感谢您的关注
互感和自感
二、自感现象 2.自感电动势 (4)作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是 起着推迟电流变化的作用。但并非阻止电流变化， 是对电流变化的延缓，使其不发生突变。最终原 电流仍然会变化至目标值。
人教版高二物理选修3-2 自感和互感课件(20张PPT)
L A1
R A2
S R1
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， A2 比 A1 先 亮，最后 A1 比 A2 亮 。
如下图所示，L是自感系数很大的线圈， 但其自身的电阻几乎为零。A、B是两个 相同的小灯泡。
(1)当开关S由断开变为闭合 时，A、B两个灯泡亮度如何 变化？
材的安全，将电路拆解时应怎样做？
先 断 开 S2 ， 再 断 开 S1 ， 再 拆 解 各部件。
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，当断开电键的瞬间会有
(A )
A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭
L
A
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
课后思考题：
为何通电时，与电感线圈相连的灯会延迟一会 儿才达到最后的亮度？为何断电时，和电感线圈 组成闭合电路的灯会闪亮一下后才熄灭？试从能 量角度加以讨论。
感谢观看
t
2、 L：自感系数——简称自感或电感
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。
3、单位: 亨利,简称:亨,符 号:H。
常用单位:毫亨(mH)微亨(μH)
约瑟夫·亨利
Henry Joseph
如图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，为了器
互感现象 变压器
1、自感：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。
2、自感电动势：自感现象中产生的电动 势叫自感电动势,用E表示。
高二物理人教版选修3-2课件：4.9 互感和自感
实验电路如图 1 所示，开关 S 接通时， 可以看到灯泡2 立即正常发光 ，而灯 泡1是 逐渐亮起来的 .
图1
第9讲 互感和自感
6
实验2：演示断电自感现象.
实验电路如图 2 所示，接通电路，灯泡正常发光 后，迅速断开开关S，可以看到灯泡 逐渐熄灭 闪亮一下再
.
图2
想一想
在断电自感现象中，灯泡为什么会出现这种现象？
D.在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
第9讲 互感和自感
15
解析
在电路(a)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，从而灯 A只能渐渐变暗 .在电路 (b) 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，电源不再给灯供电，而线圈产生自
第9讲 互感和自感
4
二、自感现象 1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，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
发出感应电动势的现象叫自感.
第9讲 互感和自感
5
2.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍 电流的增加 ；电流减小时，自感电动势 阻碍电流的减小 . 实验1：演示通电自感现象
第9讲 互感和自感
13
三、对断电自感现象的分析 1.断电时，自感线圈处相当于电源.
2.断电时，灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后
电流大小的关系.若断电前自感线圈电流IL大于灯泡的电流ID 则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流 IL小于 或等于灯泡中的电流ID则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭. 3.要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.
高二物理第四章第6节-互感和自感课件ppt.ppt
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
实验探究自感规律
IA
B原
S A
IA
线圈中电流减少时，
又会怎么样呢？
■如何改进实验电路？ ■预测一下实验现象？ ■如何解释实验现象？
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
IA
B原
E
S AI
IA
线圈中电流减少时，
又会怎么样呢？
■如何改进实验电路？ ■预测一下实验现象？ ■如何解释实验现象？
B
感
线圈中自感电流方向与原电流方向相同
阻碍原电流变小
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
R IA
B原
E
IB B
IA A
B
感
■如何设计实验电路？ ■如何改进实验电路？ ■预测一下实验现象？ ■如何解释实验现象？
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
自身的电流变大
S
B
自身的内部磁场变化
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
铝环为什么会跳起？
互感
通电线圈回路电流变化 磁场发生变化 另一线圈磁通量变化 产生感应电动势
高中物理(新人教版)选择性必修2：互感和自感【精品课件】
A
IA L S IL
电流传感器
I
IL
IA
RL=RA
t
I
IL
IA
RL 远小于RA
t
三、自感系数
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。因此，自感电动势正比于电流的变化率
E L I t
L 自感系数简称自感或电感 单位：亨利 H L：与线圈的大
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。
• 互感的防止电路板
线圈的双线绕法
问题与思考
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，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。
由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
合作探究1：
如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯A2立 刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。 为什么呢？
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总
是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增 大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
当堂小练
例. 如图甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A 环中电流 iA 随 时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( ) A．t1 时刻，两环作用力最大 B．t2 和 t3 时刻，两环相互吸引 C．t2 时刻两环相互吸引，t3 时刻两环相互排斥 D．t3 和 t4 时刻，两环相互吸引
IA L S IL
电流传感器
I
IL
IA
RL=RA
t
I
IL
IA
RL 远小于RA
t
三、自感系数
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。因此，自感电动势正比于电流的变化率
E L I t
L 自感系数简称自感或电感 单位：亨利 H L：与线圈的大
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。
• 互感的防止电路板
线圈的双线绕法
问题与思考
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，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。
由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
合作探究1：
如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡的表现并不相同，灯A2立 刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。 为什么呢？
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总
是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增 大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
当堂小练
例. 如图甲所示，A、B 两绝缘金属环套在同一铁芯上，A 环中电流 iA 随 时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( ) A．t1 时刻，两环作用力最大 B．t2 和 t3 时刻，两环相互吸引 C．t2 时刻两环相互吸引，t3 时刻两环相互排斥 D．t3 和 t4 时刻，两环相互吸引
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课堂训练
3、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 断开电键的瞬间会有 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
L
A
A
D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
课堂训练
4、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
D1
D2
L S
R
A
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
再见！
课堂训练
1、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 A2 比 A1先亮，最后达到 同样亮。 L R A1 A2
S
R1
2、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 A2 比 A1 先亮，最后 的灯泡。则当电键S闭合瞬间， A1 比 A2 亮 。
E t
I
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
I ELபைடு நூலகம்t
2、自感系数 L－简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 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。 （2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μ H）
设过线圈L与灯泡A的电流分别 为IL和IA，方向均为从左往右（图1） 在断开开关的瞬间，灯泡中的电 流IA立即消失，但是灯泡A与线 圈L构成一闭合回路，由于L的自 感作用，其电流IA不会立即消失， IA 而是在回路中逐渐减弱。 如果IL﹥IA,即RL﹤RA,则在灯泡熄灭 之前还要闪亮一下； 如果IL≦IA,即RL≧RA,则灯泡会逐渐 O 熄灭，而不会再闪亮一下。
现象： 灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡 A1逐渐亮起来， A1即总比A2 滞后一段时间。
两个灯泡稳定时发光亮度是一样的，为什 提出问题： 么电路接通时， A2立即点亮而A1要滞后一 段时间？
分析： 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线L的 磁通量逐渐增加，根据法拉第电磁感应定律可 知这个线圈L中要产生感应电动势。用楞次定 律还可以判定出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，故通过灯A1 的电流不是立即变强而是逐渐增强，即推迟了 电流达到正常值的时间。 实验二自感视频C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\自感视频\ 断电自感现象.flv\互感 自感.flv
讨论:对于问题4，在断开电路瞬间，线圈出现了自感现象， 产生了自感电动势来阻碍这种变化，此时，由于电源对灯泡 提供的电流已经消失，自感电动势给灯泡供电，使灯泡不立 即熄灭。若自感电动势对灯泡提供的电流比此前电源提供的 大，灯泡会出现闪亮一下的现象；若自感电动势给灯泡提供 的电流不如原来的大，只是延迟熄灭，不会出现闪一下的情 况。决定自感瞬间电流和电源供给灯泡的电流大小因素是它 们的电阻。
二、自感现象
1、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。由于自感现象而产生 的感应电动势叫做自感电动势。 实验一：自感视频\通电自感现象.flv
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R，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？
接通电路，使灯泡A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。 提出问题：为什么在断开电路时，灯泡会闪亮一下？ 分析：
断开瞬间，通过线圈的电流减弱，穿过线 圈的磁通量减少，线圈中就要产生感应电 动势阻碍原电流的减小，这一电流流经灯 泡所在的回路，使得灯泡不会立即熄灭， 而是比原来更闪亮一下后再逐渐熄灭。
四、磁场的能量
问题：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。 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
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。 I EL （2）自感电动势大小： t 4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关 5、磁场具有能量
§4.6 互感和自感
通许实验中学 孙素霞
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？
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. 3、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。
图1
t
断电时通过灯泡的电流 随时间变化曲线(图2)
图2
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 提出问题：自感电动势是感应电动势，它是 由自身电流变化产生的，它和电流变化有什 么关系呢？ 分析：由法拉第电磁感应定 律可知感应电动势 而磁通量与磁感应强度B成 正比，又因为在电流磁场中 任意一点的磁感应强度与电 流成正比，所以穿过线圈的 磁通量与电流成正比，则