人教高中物理同步讲义练习选择性必修二2.4互感与自感（教师版） （人教2019选择性必修二）.docxVIP

2.4互感与自感

基础导学

要点一、互感现象

1．互感

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．

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工作．

要点二、自感现象

1．自感

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．

2．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

L1、L2同规格，R＝RL，L较大

L很大(有铁芯)，RL?RLA

现象

在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终一样亮

在开关S断开瞬间，LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到LA灯马上熄灭)

原因

由于开关闭合时，流过电感线圈的电流增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流比流过L2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LA，且由于RL?RLA，使得流过LA灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使LA灯的发光功率突然变大

能量

转化

情况

电能转化为磁场能

磁场能转化为电能

3.灯泡亮度的变化

与线圈串联的灯泡

与线圈并联的灯泡

电路图

通电时

电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮

电流突然变大，然后逐渐减小，若RL＝0，灯泡最后不亮

断电时

电流逐渐减小

灯泡逐渐变暗

电流方向不变

电路中稳态电流为I1、I2

①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗

②若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗

两种情况灯泡电流方向均改变

要点突破

突破一：对自感电动势的理解

(1)自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止原电流的变化，只是使原电流的变化时间变长，即自感电动势总是起着推迟电流变化的作用．

(2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同(增反减同)．

(3)自感电动势的大小：EL＝Leq\f(ΔI,Δt)，它可以超出线圈两端的原电压．

(3)对电感线圈阻碍作用的理解

①若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变．

②若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线电阻引起的．

突破二：自感系数

(1)影响因素：自感系数L简称自感或电感，是由线圈本身性质决定的，其具体关系为：E＝Leq\f(ΔI,Δt).，跟线圈的形状、体积、匝数等因素有关．横截面积越大，匝数越多，它的自感系数就越大，另外有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多．

(2)单位：亨利(H)．常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH).1H＝103mH＝106μH.

突破三：自感现象和灯泡亮度变化

自感现象

自感

电路

条件

现象

原因

通电

自感

S闭合

的瞬间

A2先亮

由于A2支路为纯电阻，不产生自感现象

A1逐渐

亮起来

由于L的自感作用，阻碍A1支路电流增大

断电

自感

S断开

的瞬间

A过一

会儿才

熄灭或

闪亮后

逐渐熄

灭

L与灯泡A组成回路，由于L的自感作用，使得A过一会儿才熄灭

灯泡亮度变化

与线圈串联的灯泡

与线圈并联的灯泡

电路图

通电时

电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮

电流突然变大，然后逐渐减小

断电时

电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变

电路中稳态电流为I1、I2①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗.两种情况灯泡中电流方向均改变

典例精析

题型一：对自感现象的分析

例一．（多选）如下图所示(a)、(b)中，自感线圈L的电阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是()

A．在电路(a)中，断开S，A将逐渐变暗

B．在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗

C．在电路(b)中，断开S，A将逐渐变暗

D．在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

思路点拨：(1)判断S闭合时A、L中电流的方向及大小．

(2)明确S断开时由于自感电动势，L中电流变化情况．

(3)由L中电流变化情况，根据A、L的连接关系，确定灯泡中电流的变化情况．

解析：(a)图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐变小，A正确，B错误．

(b)图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间