高考物理基础知识归纳互感 自感与涡流
2012届高考物理基础知识归纳互感自感与涡流
第 3 课时互感自感与涡流
基础知识归纳 1.互感现象一个线圈中的电流变化时，所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.这种感应电动势叫做互感电动势. 2.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.在自感现象中产生的电动势，叫做自感电动势. 3.自感电动势的大小和方向对于同一线
圈来说，自感电动势的大小取决于本身电流变化的快慢，其方向总
阻碍导体中原来电流的变化.公式：E自＝L 4.自感系数也叫自感或电感，由线圈的大小、形状、匝数及是否有铁芯决定，线圈越长、单位长度的匝数越多、横截面积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大.单位：亨利(H). 5.涡流 (1)定义：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体内形成闭合回路，很像水的旋涡，把它叫做涡电流，简称涡流. (2)特点：整块金属的电阻很小，涡流往往很大. 6.电磁阻尼
与电磁驱动 (1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼. (2)电磁驱动：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，安培力使导体运动，这种作用称为电磁驱动. 重点难点突破一、自感现象与互感现象的区别与联系1.区别：(1)互感现象发生在靠近的两个线圈间，而自感现象发生在
一个线圈导体内部；(2)通过互感可以使能量在线圈间传递，而自感
现象中，能量只能在一个线圈中储存或释放. 2.联系：两者都是电磁感应现象. 二、通电自感和断电自感的比较通电自感断电自感电
路图器材要求 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯) 现
象在S闭合瞬间，A2立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在
开关S断开时，A灯渐渐熄灭原
因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自
感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间，在S断开后，通
过L的电流反向通过灯A，A灯不会立即熄灭，若RL＜RA，原来的IL ＞IA，则A灯熄前要闪亮一下，若RL≥RA，原来的电流IL≤IA，则A灯逐渐熄灭，不再闪亮一下能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能三、断电实验中，线圈中的电流有可能比原来的大吗不可能.因为电磁感应现象中，自感电动势也只能阻碍线圈中电流减小，而不能“阻止”，只是减慢了电流减小的速度，但最终结果还是要减小，所以断电实验中，线圈中的电流不可能比原来的大. 四、涡流的产生机理处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流.因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流.在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热量.严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，所以一些微弱的涡电流就被我们忽视了. 五、电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼.磁电式仪表的指针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼.“磁悬浮列车利用涡流减速”其实也是一种电磁阻尼. 电磁驱动是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，应该知道安培力阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的.当磁场以某种方式运动时(例如磁场转动)，导体中的安培力阻碍导体与磁场间的相对运动而使导体跟着磁场动起来(跟着转动)，这就是电磁驱动. 典例精析 1.互感现象【例1】如图所示，两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环.当A以如图所示方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示的方向的感应电流，则( ) A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大【解析】本题考查楞次定律，解题关键是考虑到产生B中感应电流的原因有两种可能情形，即穿过B环的磁通量向外减少，或者穿过B环的磁通量向里增加.由题目所给的条件可以判断，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的方向与感应电流的磁场相同时，磁
通量是减少的，环A应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，应该带负电，故选项C是正确的，同理可得B是正确的. 【答案】BC 【思维提升】根据电流强度的定义，转速变化必将引起A的等效电流变化，从而使B中磁通量发生改变而产生感应电流，再结合楞次定律可判断.
2.自感现象【例2】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.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 D.灯A突然闪
亮一下再突然熄灭【解析】本题中，当开关S断开时，由于通过自
感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭. 【答案】A 【思维提升】有自感电动势并不一定有电流，因为必须要闭合回路才能使电流形成通路. 【拓展1】如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一个电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路拆开时应先( B ) A.断开S1 B.断开S2 C.拆除电流表 D.拆除电阻R 【解析】若先断开S1，会在电压表两端产生一较大自感电动势，有可能
烧毁电压表，先拆除电流表及电阻R会发生同样的情况，故应选B. 3.涡流现象【例3】著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间
下列关于圆盘的说法中，正确的是( ) A.圆盘将逆时针转动 B.
圆盘将顺时针转动 C.圆盘不会转动 D.无法确定圆盘是否会动【解析】瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的旋涡电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流，故选项A正确. 【答案】A 【思维提升】涡流现象是电磁感应现象的一种特殊情况，实际上是产生了一个旋涡电场，使导体中的自由电荷受电场力发生了定向移动. 【拓展2】如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中
外圈A是通高频交变电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，
焊接时接口两端接触在一起.当A中通有交变电流时，B中会产生感
应电流，使得接口处金属熔化焊接起来. (1)试分析说明，焊接的快
慢与交变电流的频率有什么关系. (2)试分析说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件的其他部分并不很热？【解析】(1)A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I越大，所以电流热功率P＝I2R也越大，焊接得越快. (2)B中各处电流大小相等，但接口a处电阻大，电流热功率大，而其他部分电阻小，电流热功率小，所以接口a处已被熔化而零件的其他部分并不很热. 易错门诊 4.电磁阻尼【例4】如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界.若不计空气阻力，则( ) A.圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B.在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置【错解】BD.如图所示，当圆环从1位置开始下落，进入和摆出磁场和摆出磁场时(即2位置和3位置)，由于有磁通量变化，圆环上产生感应电流，选项B正确；由于金属圆环自身存在内阻，所以必然有热量产生(即有能量损失).因此，圆环不会再摆到4位置，选项A错误；当圆环进入磁场后，穿过环内的磁通量不再发生变化，无感应电流产生，选项C错误；由于每次通过磁场都有能量损失，所以圆环最终将静止在平衡位置，D选项正确. 【错因】物体有惯性，人的思维也有惯性.这位同学忘记了分析当圆环仅在匀强磁场内摆动时，穿过圆环内的磁通量的变化情况，导致选择错误.可见，在分析物理问题时，要严格按照物理规律成立的条件进行. 【正解】如题图所示，当圆环从1位置开始下落，进入和摆出磁场时(即2和3位置)，由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生.同时，金属圆环本身有内阻，必然有能量的转化，即有能量的损失.因此圆环不会摆到4位置.随着圆环进出磁场，其能量逐渐减少，圆环摆动的振幅越来越小.当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，无机械能向电能的转化.题意中不存在空气阻力，摆线的拉力垂直于圆环的速度方向，拉力对圆环不做功，所以系统的能量守恒，所以圆环最终将在A、B间来回摆动. 【答案】B 【思维提升】把握涡流产生的条件及由于涡流使系统机械能损失对结果的影
响.
§9.3互感和自感电磁感应中的电路问题
§9.3 互感和自感电磁感应中的电路问题 1．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，此现象称为互感。 2. 自感 (1)自感现象：由于导体自身电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感现象是电磁感应的特例．一般的电磁感应现象中变化的原磁场是外界提供的，而自感现象中是靠流过线圈自身变化的电流提供一个变化的磁场．它们同属电磁感应，所以自感现象遵循所有的电磁感应规律． (2)自感电动势：自感现象中产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势和电流的变化率(△I/△t)及自感系数L成正比。自感系数由导体本身的特性决定，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大；线圈中加入铁芯，自感系数也会增大。 自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化．原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零． (3)通电自感：通电时电流增大，阻碍电流增大，自感电动势和原来电流方向相反。 (4)断电自感：断电时电流减小，阻碍电流减小，自感电动势与原来电流方向相同。 自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生．在判断电路性质时，一般分析方法是：当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以把L 看成一个阻值很大的电阻；电路电流稳定时，看成导线；当流经L的电流突然减小的瞬间，我们可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流． 当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已．3．涡流 当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体内且形成旋涡，很象水中的旋涡，简称涡流。 （1）把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合电路，很像水里的漩涡，称涡电流，涡流常常很强。 （2）涡流的减小：在各种电机和变压器中，为了减少涡流的损失，在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯。 （3）涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化，电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流。 4. 电磁感应中电路问题 在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路充当电源．因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是： ①确定电源，用电磁感应的规律确定感应电动势的大小和方向； ②分析电路结构，明确内、外电路，必要时画等效电路； ③运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质，电功率等公式联立求解． 【典型例题】 ［例１］在如图（a）（b）所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯D 的电阻， 接通开关S，使电路达到稳定，灯泡D发光，则（） (a)(b) A.在电路（a）中,断开S,D将逐渐变暗 B.在电路（a）中,断开S,D将先变得更亮,然后才变暗 C.在电路（b）中,断开S,D将逐渐变暗 D.在电路（b）中,断开S,D将先变得更亮,然后渐暗 ［例2］如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区 域，磁场的磁感应强度大小 为B 。边长为L的正方形 金属abcd（下简称方框）放 在光滑的水平面上，其外侧 套着一个与方框边长相同 的U型金属框架MNPQ（下 c a b M d N B Q P
自感互感习题一(试题版)
互感和自感 涡流 知识要点： 一、互感现象 两个相邻的线圈，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，这种现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。变压器就是利用互感现象制成的。 二、自感现象 1．自感：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，这种现象叫做自感，相应的电动势叫做自感电动势。 2．典型电路： 3．规律：自感电动势大小 t I L E ??= 自感电动势方向服从楞次定律，即感应电流总是阻碍原电流的变化。 4．自感系数：公式t I L E ??=中的L 叫做自感系数，简称自感或电感。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。 三、涡流 1．定义：块状金属在磁场中运动，或者处在变化的磁场中，金属块内部会产生感应电流，这种电流在整块金属内部自成闭合回路，叫做涡流。 2．热效应：金属块中的涡流要产生热量。如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁．为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。 3．磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的 4．机械效应：磁场相对于导体转动，导体中的感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。交流感应电动机、磁性式转速表就是利用电磁驱动的原理工作的。 课堂练习 1．在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭 B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b
第六节：互感和自感同步练习一
第六节：互感和自感同步练习一 基础达标：１．如图所示的电路 L 为自感线圈，R 是一个灯泡，E 是电源，在K 闭合 瞬间，通过电灯的电流方向是 ______________，在K 切断瞬间，通过 电灯的电流方向是______________． 2．如图所示，多匝线圈 L 的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是 R ，电键S 原来是 断开的，电流I 0=R E 2，今合上电键S 将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，此 电动势（ ） A ．有阻碍电流的作用，最后电流由I 0减小到零 B ．有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I 0 C ．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I 0不变 D ．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到 2I 0 3．如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻r 不能忽略．R 1和R 2是两个定值电阻，L 是 一个自感系数较大的线圈．开关S 原来是断开的．从闭合开关S 到电路中电流达到稳定为 止的时间内，通过 R 1的电流I 1和通过R 2的电流I 2的变化情况是（ ） A ．I 1开始较大而后逐渐变小 B ．I 1开始很小而后逐渐变大 C ．I 2开始很小而后逐渐变大 D ．I 2开始较大而后逐渐变小4．如图所示，电灯 A 和 B 与固定电阻的电阻均为 R ，L 是自感系 数很大线圈．当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时， A 、 B 亮度相同，再闭合 S 2，待电路稳 定后将S 1断开，下列说法正确的是（ ） A ． B 立即熄灭 B ．A 灯将比原来更亮一些后再熄灭 C ．有电流通过B 灯，方向为c →d D ．有电流通过 A 灯，方向为b →a 5．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并 绕的方法，如图所示．其道理是（ ） A ．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消 B ．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消 C ．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消 D ．以上说法都不对6．如图所示，线圈的直流电阻为 10 Ω，R=20 Ω，线圈的自感系数较 大，电源的电动势为 6 V ，内阻不计．则在闭合S 瞬间，通过L 的 电流为__________A ，通过R 的电流为__________A ；S 闭合后电路 中的电流稳定时断开S 的瞬间，通过R 的电流为__________A ， 方向与原电流方向 __________． 7．如图所示，L 为自感线圈，A 是一个灯泡，当S 闭合瞬间，a 、b 两点电势相比，__________点电势较高，当S 切断瞬间a 、b 两点 电势相比，_________________点电势较高．能力提升：
第四章第六节互感和自感
第六节 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． [学生用书P 29] 一、互感现象(阅读教材第22页第1段至第3段) 1．互感：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．这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势． 2．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，如变压器就是利用互感现象制成的． 3．互感的危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，互感现象有时会影响电路的正常工作． ▏拓展延伸?———————————————————(解疑难) 1．互感现象是一种常见的电磁感应现象，也满足法拉第电磁感应定律． 2．互感能不通过导线相连来传递能量． 3．变压器是利用互感制成的，而影响正常工作的互感现象要设法减小． 1.(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．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× 二、自感现象和自感系数 (阅读教材第22页第4段至第24页第3段) 1．自感：当一个线圈中的电流自身发生变化时，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电磁感应现象． 2．自感电动势：由于自感现象而产生的感应电动势． E ＝L ΔI Δt ，其中L 是自感系数，简称自感或电感． 3．自感系数 (1)单位：亨利，符号H. (2)决定自感系数大小的因素：与线圈的圈数、大小、形状以及有无铁芯等因素有关． ▏拓展延伸?———————————————————(解疑难) 1．自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用． 2．自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势的方向与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同．也遵循“增反减同”的规律． 3．自感系数是由线圈本身性质决定的，是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 s 内改变1 A 时产生的自感电动势的大小． 4．线圈的长度越长，截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多．
互感和自感、涡流
互感和自感、涡流 【学习目标】 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、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。 4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。 【要点梳理】 要点一、互感现象 两个线圈之间没有导线相连，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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。 要点诠释： （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从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）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。 要点二、自感现象 1．实验 如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。 如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。 图甲实验叫通电自感。在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。 图乙实验叫断电自感。断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱。由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。 2．结论
选修3-2第四章第6节《互感与自感》教学设计
选修3-2第四章第6节互感和自感 一、教材分析 本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应规律的进一步巩固与深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，在学生熟悉的法拉第的实验中抽象出自感的概念，然后简介其应用和防止，《山东省指导意见》中对互感的要求仅局限于“知道互感现象是一种常见的电磁感应现象”，所以课堂应把重心降落在对自感的教学中。但教材对自感的编写顺序是：提出自感概念→演示实验（通电自感）→理论分析→演示实验（断电自感）→理论分析→……按这样的顺序开展教学虽然条理性比较强，但不能很好地激发学生探索规律的积极性，没有真正发挥出对学生思维创新能力的培养功能。 二、学情分析 学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念而已，也没有意识到当通过线圈变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象是学生遇到的最大挑战。 三、教学目标 （一）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。 （二）过程与方法 1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。 2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点 四、重点和难点 教学重点 1．自感现象。 2．自感系数。
选修3-2第四章第6节《互感和自感》教案
§4.5互感和自感 授课年级 高二课题§4.5互感和自感课程类型新授课课程导学 目标目标解读1．通过实验，了解互感和自感现象，以及对它们的利用和防止．2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁 场的能量转化问题． 3．了解自感电动势的计算式E ＝L ·ΔI Δt ，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． 学法指 导 互感现象以实验、分析、讲解为主，自感现象以演示、讨论、分析为主，结合多媒体辅助法等教学方法。自感系数、磁场的能量以讲解为主。 课程导学 建议重点难点自感现象、自感系数及对自感有关规律的认识。教学建议本节内容需安排2个课时教学。通过收音机里的磁性天线引入互感现象，通 过演示实验引入自感现象，在此基础上学习自感系数，了解磁场的能量。对于基础好的学生，可以介绍日光灯的原理，加深对自感现象的认识。 课前 准备带铁芯的线圈、小型变压器、小灯泡、电源、开关、导线等 导学过程设计 程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用 新课导入创设情境行驶在大街上的无轨电车拖着两条长的“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？学习了本 节知识你就会明白了。 自感现象 动画第一层级研读教材 指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。PPT 课件呈现学习目标完成学案 巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。结对交流指导、倾听部分学生的交流， 初步得出学生预习的效果情 况。就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。 第二层级(小组讨论小组展示补充质疑教师点评)主题1：认识互感和自感现象做好实验，引导学生观察现象。互感的认识只要知道就可以，不必详讲。自感现象要看学生在讨论 和展示过程中有没有真正从电 磁感应角度来分析。(1)如图甲所示，在“探究产生感 应电流条件”的实验中，改变通过小 线圈A 中的电流大小，大线圈B 中 就能产生感应电流．对这个现象我 们是如何解释的？实验口头表述
知识讲解 互感和自感、涡流
互感和自感、涡流 编稿：张金虎 审稿：代洪 【学习目标】 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、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。 4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。 【要点梳理】 要点一、互感现象 两个线圈之间没有导线相连，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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。 要点诠释： （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从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）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。 要点二、自感现象 1．实验 如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。 如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。 图甲实验叫通电自感。在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。 图乙实验叫断电自感。断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱。由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
人教版高中物理选修3-2 同步测试第4章 6 互感和自感
[A 组 素养达标] 1．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是( ) A ．电感一定时,电流变化越大,自感电动势越大 B ．电感一定时,电流变化越快,自感电动势越大 C ．通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势很大 D ．通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大 解析：由E ＝L ΔI Δt 可知,L 一定时,自感电动势正比于电流的变化率,与电流的大小、电流变化量的大小都没有直接关系,故B 正确． 答案：B 2．在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中电流有变化时,对另一个线圈中电流的影响尽量小．如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( ) 解析：两个相距较近的线圈,当其中的一个线圈中电流发生变化时,就在周围空间产生变化的磁场．这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,即发生互感现象．要使这种影响尽量小,应采用选项D 所示的安装位置才符合要求．因为通电线圈周围的磁场分布与条形磁铁的磁场分布类似,采用选项D 所示的安装位置时,变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小． 答案：D 3．图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L 1和L 2为电感线圈．实验时,断开开关S 1瞬间,灯A 1突然闪亮,随后逐渐变暗；闭合开关S 2,灯A 2逐渐变亮,而另一个相同的灯A 3立即变亮,最终A 2与A 3的亮度相同．下列说法正确的是( ) A ．图甲中,A 1与L 1的电阻值相同 B ．图甲中,闭合S 1,电路稳定后,A 1中电流大于L 1中电流 C ．图乙中,变阻器R 与L 2的电阻值相同 D ．图乙中,闭合S 2瞬间,L 2中电流与变阻器R 中电流相等
2019-2020年高中物理 第4章第六节互感和自感 知能优化训练 新人教版选修3-2
2019-2020年高中物理 第4章第六节互感和自感 知能优化训练 新人教 版选修3-2 1．下列关于自感现象的说法正确的是( ) 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加铁芯时要大 解析：选ACD.自感现象是导体本身电流变化使得穿过线圈的磁通量变化而产生的电磁感应现象，自感电动势与线圈的磁通量变化快慢有关，故A 、C 正确，自感电动势阻碍原电流的变化，并不一定与原电流反向，B 错误． 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 答案：D 图4－6－14 3.如图4－6－14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 ．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 D ．灯A 突然闪亮一下再突然熄灭 解析：选A.当开关S 断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L 与灯A 串联，在S 断开后，不能形成闭合回路，因此灯A 在开关断开后，电源供给的电流为零，灯就立即熄灭． 图4－6－15 4.如图4－6－15所示，多匝线圈L 的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R ，电键S 原来是断开的，电流I 0＝E 2R ，今合上电键S 将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，此电动势( ) A ．有阻碍电流的作用，最后电流由I 0减小到零 B ．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I 0 C ．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I 0不变 D ．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I 0 解析：选D.电键S 由断开到闭合瞬间，回路中的电流要增大，因而在L 上要产生自感电动势．根据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化，这就是说由于电流增加引起的自感电动势，要阻碍原电流的增加．而阻碍不是阻止，电流仍要增大，而达到稳定后其电流为2I 0，故选项D 正确．
2017_2018学年高中物理第4章电磁感应6互感和自感同步备课教学案新人教版选修3_2
6 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、通电自感现象 [导学探究] 通电自感：如图1所示，开关S 闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？根据楞次定律结合电路图分析现象产生的原因． 图1 答案 现象：灯泡A 2立即发光，灯泡A 1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，即推迟了电流达到实际值的时间． [知识梳理] 自感及自感电动势的特点： (1)自感：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． (2)当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大，但不能阻止电流的变化． [即学即用] 判断下列说法的正误．
(1)在实际电路中，自感现象有害而无益．( ) (2)只要电路中有线圈，自感现象就会存在．( ) (3)线圈中的电流越大，自感现象越明显．( ) (4)线圈中的电流变化越快，自感现象越明显．( ) 答案(1)×(2)×(3)×(4)√ 二、断电自感现象 [导学探究] 断电自感：如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关． 图2 (1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？ (2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？ 答案(1)S闭合时，灯泡A中电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反． (2)在电源断开后灯泡又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原灯泡中的电流大．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电阻．而当线圈电阻大于等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭． [知识梳理] 对断电自感现象的认识： (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，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等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗． (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． [即学即用] 判断下列说法的正误． (1)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( ) (2)发生断电自感时，因为断开电源之后电路中还有电流，所以不符合能量守恒定律．( ) (3)线圈的电阻很小，对恒定电流的阻碍作用很小．( ) 答案(1)×(2)×(3)√ 三、自感系数 [导学探究] 如图3所示，李辉在断开正在工作的电动机开关时，会产生电火花，这是为什么？
2017_2018学年高中物理第四章电磁感应专题4.6互感和自感试题新人教版
第6节互感和自感 一、自感 1．自感现象：由于导体自身电流的变化而产生的叫做自感现象。 2．自感电动势 （1）定义：在自感现象中产生的电动势； （2）方向：当导体中的电流增大时，自感电动势与原电流方向；当导体中的电流减小时，自感电动势与原电流方向； （3）作用：总是阻碍导体中原电流的变化，只是延缓了过程的进行，但不能使过程，其大小与电流的变化率成。 3．线圈的自感系数 （1）线圈的自感系数跟线圈的横截面积、长度、等因素有关，线圈的横截面积、线圈越长、匝数越多，它的自感系数就，另外，有铁芯时线圈的自感系数要比没有铁芯时大得多。 （2）单位：亨，符号：H，1 mH= H，1 μH= H。 二、互感 1．如图所示的电路中，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，它所产生的的磁场会使另一个线圈中产生，这种现象叫做互感。 2．互感电动势 在互感现象中产生的电动势叫做。 说明（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之间。 （2）互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。
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。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。 电磁感应现象相反相同停止正比匝数越大越大 10–3 10–6 变化感应电动势互感电动势电路 通电自感与断电自感比较 通电自感断电自感 电路 图 器材 要求 A1、A2同规格，R=R L，L较大（有铁芯）L很大（有铁芯） 现象在S闭合的瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或突然闪亮一下后再渐渐熄灭 原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻 碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比 流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S 断开后，通过L的电流反向通过灯A，若R L
互感和自感
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。
互感和自感、涡流
互感和自感涡流 知识要点： 一、互感现象 两个相邻的线圈，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，这种现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。变压器就是利用互感现象制成的。 二、自感现象 1 ?自感：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，这种现象叫做自感，相应的电动势叫做自感电动势。 2 ?典型电路： t 自感电动势方向服从楞次定律，即感应电流总是阻碍原电流的变化。 4?自感系数：公式E L—中的L叫做自感系数，简称自感或电感。自感系数与线圈 t 的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关。 三、涡流 1 ?定义：块状金属在磁场中运动，或者处在变化的磁场中，金属块内部会产生感应电流，这种电流在整块金属内部自成闭合回路，叫做涡流。 2 ?热效应：金属块中的涡流要产生热量。如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁?为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。 3 ?磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的 4 ?机械效应：磁场相对于导体转动，导体中的感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。交流感应电动机、磁性式转速表就是利用电磁驱动的原理工作的。 课堂练习 1 ?（海南）在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡， S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ A ?合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 B ?合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭
《互感和自感》教学设计
《互感和自感》教学设计 安徽省太和中学潘正海 【课程分析】 “自感和互感”是人教版选修3-2 第4 章《电磁感应》第6 节的内容，两者是电磁感应现象的两个重要实例，本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。 本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分，是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的，是电磁感应现象具体运用的两个实例。因此，对互感、自感现象的研究，既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。同时互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系，因此，学习该部分知识有着重要的现实意义。 本节课为了让学生经历必要的认知过程，尝试利用“延迟判断”的探究教学策略，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程，主要的特色体现在以下几个方面： 1．对于“互感”的教学，采用“电磁炉”实验从能量角度引出互感及其应用，充分激发学生探索规律的积极性。 2．对于互感和自感的教学，着眼于让学生先猜测，再观察，验证猜测的正确性，然后再展开充分的讨论，攻克重难点。学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。 【学情分析】 学生已经学习了分析电路结构，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律，学生由于以前的被动学习，不好主动发言，形成了听、记的习惯，对自主、合作、探究的满堂学教学模式没有完全适应，需要老师耐心引导！量体裁衣似地设计导向性信息，激发他们探究的欲望。 【学习目标】 1、了解互感和自感现象 2、能够利用电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的原因。 3、能说出自感电动势大小的影响因素、自感系数的单位及其决定因素。 4、了解互感和自感的应用和防止。
2017人教版高中物理选修第四章 第6节《互感和自感》达标训练
【创新方案】2015-2016学年高中物理第四章第6节互感与自感 课时达标训练新人教版选修3-2 一、单项选择题 1、下列说法正确的就是( ) A、当线圈中电流不变时,线圈中有自感电动势 B、当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C、当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D、当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 2、如图所示,A与B就是两个相同的小灯泡,L就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,在开关S闭合与断开时,灯A与B先后亮暗的顺序就是( ) A、闭合时,A先达最亮;断开时,A后暗 B、闭合时,B先达最亮;断开时,B后暗 C、闭合时,A先达最亮;断开时,A先暗 D、闭合时,B先达最亮;断开时,B先暗 3、如图所示,两个电阻均为R,电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计,S原来断开, 电路中电流I0＝E 2R ,现将S闭合,于就是电路中产生了自感电动势,此自感电动势的作用就是 ( )
A、使电路的电流减小,最后由I0减小到零 B、有阻碍电流增大的作用,最后电流小于I0 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,但电流还就是增大,最后变为2I0 二、多项选择题 4、如图所示,闭合电路中的螺线管可自由伸缩,螺线管有一定的长度,灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内,则将瞧到( ) A、灯泡变暗 B、灯泡变亮 C、螺线管缩短 D、螺线管变长 5、如图所示的电路中,三个相同的灯泡A、B、C与电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计。开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( )
知识讲解 互感和自感、涡流
互感和自感、涡流 编稿：张金虎 审稿：李勇康 【学习目标】 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、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。 4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。 【要点梳理】 要点一、互感现象 两个线圈之间没有导线相连，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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。 要点诠释： （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从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）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。 要点二、自感现象 1．实验 如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。 如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。 图甲实验叫通电自感。在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。 图乙实验叫断电自感。断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱。由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
第六节：互感和自感教案
第六节互感和自感 【教学目标】 1、知识与技能 （1）、了解互感现象的电磁感应特点。 （2）、指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。 （3）、明确自感系数的意义及决定条件。 （4）、了解日光灯的工作原理 2、过程与方法 （1）、能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。 （2）、提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。 3、情感态度和价值观 培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养 【教学重点】自感现象产生的原因及特点。 【教学难点】运用自感知识解决实际问题。 【教学方法】讨论法、探究法、试验法、练习法 【教学用具】变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关，日光灯组件，多媒体课件 【教学过程】 一、复习旧课，引入新课 师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？ 生：穿过电路的磁通量发生变化。 师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。 二、新课教学 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？（请同学 们用学过的知识加以分析说明） 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。 （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。 利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示。 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现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。
高中物理第四章电磁感应6互感和自感课时练习题含答案
互感和自感 题组一自感现象 1.下列单位换算正确的是() A.1亨=1欧·秒 B.1亨=1伏·安/秒 C.1伏=1韦/秒 D.1伏=1亨·安/秒 解析:由E=L可知1伏=1亨·安/秒,选项D正确。 答案:D 2. 在制作精密电阻时,为消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是() A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消 B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消 C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消 D.以上说法均不正确 解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在线 圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感现象,选项C正确。 答案:C 题组二通电自感: 3.( 多选题 )
如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数 较大的线圈。开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的 电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( ) A.I1开始较大而后逐渐变小 B.I1开始很小而后逐渐变大 C.I2开始很小而后逐渐变大 D.I2开始较大而后逐渐变小 解析:闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化, 所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大;闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故选项A、C正确。 答案:AC 4. 如图所示的电路,L为自感线圈,R是一个灯泡,E是电源。当S闭合瞬间,通过灯泡R的电流方向 是。当S断开瞬间,通过灯泡的电流方向是。 解析:当S闭合时,流经R的电流是A→B。当S断开瞬间,由于电源提供给R及线圈的电流立即消失,因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小,所以电流流经R时的方向是B→A。 答案:A→B B→A 题组三断电自感