《互感和自感》导学案

第六节 互感和自感

一、复习回顾

1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？

2、楞次定律的内容是什么？ 二、互感

1、问题：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？

2、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 ，这种感应电动势叫做 。

利用互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象。 3、典型事例

(1)收音机里的“磁性天线”利用互感将广播信号从一个线圈传送给另一线圈 (2)延时继电器 三、自感

实验1：（电路中电流传感器相当于电流表，因此用来表示）

1．电路如图所示,当开关S 闭合后，由传感器得到R 中的电流随时间变化的图像。 2．当传感器与L 串联后，当开关闭合后，由传感器得到L 中的电流随时间变化的图像。 3．对比两次图像有什么不同？ 4．分析过程：

（1）当开关S 闭合前后，L 中的电流“从无到有”. （2）L 中存在磁场吗？

（3）变化的磁场，使得L 中的磁通量如何变化？ （4）在L 中将产生感应电动势吗？

（5）这个感应电动势与电路中电流的方向什么关系？ （6）感应电动势对电路中的电流产生怎样的作用？ 实验2：

如实验1中的电路，

（1）传感器测量L 的电流，当开关S 断开时，获得L 中的电流随时间的变化图像， （2）观察图像有什么特点？ （3）分析图像为什么有这样的特点。

（4）传感器测量R 的电流，当开关S 断开时，获得R 中的电流随时间的变化图像， （5）观察图像有什么特点？ （6）分析图像为什么有这样的特点。 总结：

在接有线圈的闭合回路中，当电流发生变化时，线圈中将产生感应电动势，这个感应电动势叫做 ， 它总是 电路中电流的变化。 练习：

1．电路如图所示，当开关S 闭合时，将看到怎样的现象，试分析产生这种现象的原因。

2．电路如图所示，当开关S 断开时，将看到怎样的现象，试分析产生这种现象的原因。

实验3：线圈与电源联接成一简单的闭合电路，当S 断开时，会发生怎样的现象？ 四、自感系数

自感电动势的表达式

E= ，其中L 叫做 ，简称 或 ，单位： L 是与线圈自身有关的物理量，与线圈的匝数、铁芯的结构和材质等有关。 五、知识链接：日光灯的原理 六、磁场的能量

思考：在试验2中，开关断开后，L 相当于电源，为R 提供电流，那么这是的能量是从哪里来的？

在试验1中，开关闭合后，L 中的电流缓慢增大，L 中是否存储了能量？ 练习

1．如图是一种延时继电器，铁芯上有两个线圈A 和B 。线圈A 跟电源相连，线圈B 两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S 时，弹簧K 并不会立刻将衔铁D 拉起而使触头C 离开，而是过一小会才执行这个动作。

请问：（1） 当开关S 断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？

（2）如果线圈B 不闭合，是否会产生延迟效

果？为什么？

2．关于自感现象，正确的说法是： A 、感应电流一定和原电流方向相反；

B 、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；

C 、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；

D 、自感电动总是阻碍原来电流变化的。

3．电路如图，电源无内阻，线圈无电阻。两电阻相同为R 原来电流为I 0，S 突然接通

A 、电路中有自感电动势，阻碍电流变化，所以线圈中电流保持I 0不变

B 、电路中有自感电动势，阻碍电流变化，所以线圈中电流最终小于2I 0

C 、接通瞬间线圈中电流立即变为2I 0

D 、接通瞬间线圈中电流仍为I 0，但最终变为2I 0

4．如图所示，D1和D2是两个完全相同的小灯泡，L 是自感系数很大的线圈，其阻值与R 相同，在S 闭合和断开时，两灯泡亮暗变化的顺序是 A ．接通时D 1先达到最亮，断开时D 1后灭 B ．接通时D 2先达到最亮，断开时D 2后灭 C ．接通时D 1先达到最亮，断开时D 1先灭 D ．接通时D 2先达到最亮，断开时D 2先灭

S

自感现象的应用——日光灯的原理

日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝，灯管内充有微量的氩和

稀薄的天然汞蒸汽，灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿而导电时，灯管两端

的灯丝就会释放出大量的电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在灯管内的荧光

物质在紫外线的照射下发出可见光，根据不同的需要充以不同的气体，并在管的内壁上涂

上不同的荧光物质，就可制造出不同颜色的日光灯了。

氖泡

电容

U形动触片

静触片

管脚

其中：启辉器（如图）的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间，使氖气

放电发出辉光，辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通，于是镇流器中

的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形触片

冷却收缩，电路断开，镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压，这个高压加上电源两端的电

压一起加在灯管的两端，使水银蒸汽开始放电导通，使日光灯发光。在启动器两触片间还

并联了一个电容，它的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁，没有电容器，启动

器也能正常工作，日光灯启动后，启动器就不需要了。

镇流器就是一个自感系数很大的线圈，在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压，

在日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流的作用。