4.6互感和自感 学案(含答案)

4.6互感和自感学案（含答案）

6互感和自感互感和自感学科素养与目标要求物理观念

1.了解互感和自感现象.

2.了解自感电动势的表达式ELIt，知道自感系数的决定因素.

3.了解自感现象中的能量转化.科学探究通过观察通电自感和断电自感时灯泡亮度的变化，认识自感现象.科学思维体会互感和自感现象产生的机理，能运用电磁感应规律分析解释.

一.互感现象

1.互感和互感电动势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，这种感应电动势叫做互感电动势.

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ELIt，其中It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.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.

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________变亮，B灯________变亮.当S断开时，A灯________熄灭，B灯

________熄灭.选填“立即”或“缓慢”图1答案缓慢立即缓慢缓慢

一.互感现象

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.例1多选xx惠州市

第一次调研目前无线电力传输已经比较成熟，如图2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.下列说法正确的是图2

A.若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流，根据法拉第电磁感应定律Ent可得，B线圈中会产生感应电动势，故B正确；A线圈中电流变化越快，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C错误，D正确.

二.通电自感现象

1.认识通电时的自感现象如图3所示，先闭合S，调节R2使A

1.A2的亮度相同，再调节R1，使A

1.A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S.图3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.

2.对通电自感的理解1通电瞬间自感线圈处相当于断路.2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，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大.3电流稳定时自感线圈相当于导体若直流电阻为零，相当于导线.例2如图4所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R 的阻值和线圈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，下列说法正确的是线圈L的直流电阻较小图4

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灭答案B解析S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在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，稳定后，流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确.

三.断电自感现象

1.认识断电时的自感现象如图5所示，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻比灯泡的电阻小，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关.图5现象灯泡A闪亮一下再熄灭解释在开关断开后灯泡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的电阻.而当线圈电阻大于或等于灯泡的电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭.

2.对断电自感的理解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3如图6所示，开关S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A的电阻大于线圈L 的电阻，现断开开关S，以下说法正确的是图6

A.小灯泡A越来越暗，直到熄灭

B.小灯泡B越来越暗，直到熄灭

C.线圈L中的电流会立即消失