互感和自感导学案(一)

【自主学习】

1、两个线圈间没有导线相连，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。这种现象叫做。这种感

应电动势叫做。

2、当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场不仅在临近的电路

中激发出。同样也在他它本身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做

3、自感系数是表示的物理量，简称为或

，用L表示与线圈的、、、有无等因素有关。

4、磁场具有能。

【疑难问题】

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【典型例题】

一、断电自感的常规考查

如图4－6－3所示，

图4－6－3

当开关S断开时，电路中会产生自感现象，称为断电自感，回答下面几个问题：

(1)电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势．感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？

(2)产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电．由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？

(3)开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？

(4)开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？

解析(1)开关断开后，感应电动势使线圈L中电流I L减小得更慢些．

(2)开关断开后，感应电流将沿线圈L向右流动，经灯泡A后流到线圈的左端，即线圈L和灯泡A构成闭合电路，回路中电流沿逆时针方向．

(3)开关断开后，通过灯泡A的感应电流与原电流方向相反．

(4)有可能．原来电路闭合处于稳定状态，L与A并联，其电流分别为I L和I A，方向都是从左向右．在断开S的瞬时，灯A中原来的从左向右的电流I A立即消失．但是灯A与线圈L组成一闭合电路，由于L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱维持短暂的时间，这个时间内灯A中有从右向左的电流通过．这时通过A的电流从I L开始减弱，如果R L(线圈L的直流电阻)I A，则在灯A熄灭之前要闪亮一下；如果R L≥R A，原来的电流I L≤I A，则灯A是逐渐熄灭不再闪亮一下．答案见解析

二、自感系数的考查

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

解析自感系数只与线圈本身有关，而与其他因素无关．自感系数是由线圈的本身性质(线圈的长度、面积、单位长度上的匝数)和是否插入铁芯决定的．线圈的横截面积越大，线圈越长，单位长度上的匝数越多，它的自感系数就越大，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多．自感系数与通入的电流、电流改变量、电流变化率等无关，故正确答案为D.

答案 D

【针对训练】

1.关于自感现象，下列说法中正确的是()

A．自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象

B．自感电动势总是阻止原电流的变化

C．自感电动势的方向总与原电流方向相反

D．自感电动势的方向总与原电流方向相同

答案 A

解析自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象，在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化，不是阻止，所以选项B错．当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反，所以选项C、D错．

2．某线圈通有如图4－6－4所示的电流，

图4－6－4

则线圈中自感电动势改变方向的时刻有()

A．第1 s末B．第2 s末

C．第3 s末D．第4 s末

答案BD

解析在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反．在0～1 s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s内可得正确选项为B、D.

3．如图4－6－5所示电路中，

图4－6－5

L是一个带铁芯的线圈，R为纯电阻，两支路的直流电阻相等，A1、A2为双向电流表，在接通和断开开关S的瞬间，两电流表读数I1、I2分别是()

A．I1I2B．I1

C．I1

答案 B

解析接通开关S时，由于L中的自感电动势阻碍电流的增大，所以I1

4．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下() A．灯管点燃发光后，启动器中的触片是分离的

B．灯管点燃发光后，镇流器起降压限流作用

C．镇流器起限流作用

D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高压

答案ABD

解析日光灯在点燃时需要一个瞬时高压，当启动器的U形触片冷却收缩分离，使电路突然中断的瞬间，因镇流器的自感作用产生很高的自感电动势加在灯丝两端，使灯管中气体导电，日光灯点燃，日光灯正常发光时，启动器中触片是断开的，由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生的自感电动势阻碍电流变化，这时镇流器起了降压、限流作用，保证日光灯能正常工作.

【能力训练】

1.关于自感电动势的大小和方向，下列说法中正确的是()

A．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流越大，产生的自感电动势越大

B．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大

C．自感电动势的方向总与原电流的方向相反

D．当通过导体的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同

答案BD

2．在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是()

A．日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用

B．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃灯管后起降压限流作用