第4节　互感和自感 教学设计.doc

第4节互感和自感

[学习目标]

1．了解互感现象及互感现象的应用。

2．了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。

3．了解自感系数的意义和决定因素。

4．知道磁场具有能量。

知识点1互感现象

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。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。

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。

知识点2自感现象

1．自感：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的电磁感应现象。这个电动势叫作自感电动势。

2．通电自感和断电自感

电路

现象

自感电动

势的作用

通电

自感

接通电源的瞬间，灯泡A1逐渐地亮起来

阻碍电流的增大

断电

自感

断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗或闪亮一下再逐渐变暗，直至熄灭

阻碍电流的减小

[判一判]

1．(1)互感现象只能发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间，而不可能产生于相互靠近的电路之间。()

(2)自感现象中感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方向相反。()

(3)互感现象和自感现象均属于电磁感应现象。()

提示：(1)×(2)×(3)√

知识点3自感系数

1．自感电动势：由于自感现象而产生的感应电动势。

E＝Leq\f(ΔI,Δt)，其中L是自感系数，简称自感或电感。

2．自感系数

(1)单位：亨利，符号是H。

(2)决定自感系数大小的因素：线圈的圈数、大小、形状以及有无铁芯等。

知识点4磁场的能量

1．线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，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。

[判一判]

2．(1)线圈的自感系数大，其电阻不一定大。()

(2)在断开电路时，与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭，说明能量不再守恒了。()

(3)自感系数越大，自感电动势不一定越大。()

提示：(1)√(2)×(3)√

1．(对互感现象的理解)在无线电仪器中，常需要在距离较近的地方安装两个线圈，并要求一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流影响尽量小，则下图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()

解析：选D。某一个线圈的磁场通过另一个线圈的磁通量的变化率越小，影响则越小，欲使两线圈由于互感的影响尽量小，应放置成D的情形，这样其中一个线圈的磁场通过另一个线圈的磁通量的变化应为0，故D正确。

2．(对自感现象的理解)(多选)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法正确的是()

A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮

B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

C．断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭

D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

解析：选AD。由于自感现象，合上开关时，A1中的电流缓慢增大到某一个值，故过一会儿才亮；断开开关时，线圈产生感应电动势，相当于新电源，A1中的电流缓慢减小到0，A1、A2串联，其电流始终相等，故两灯都是过一会儿才熄灭，故A、D正确。

3．(自感系数)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，自感电动势就一定越大

B．线圈中电流等于0时，自感系数也等于0

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性质及有无铁芯决定

解析：选D。自感系数是由线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错误，D正确；自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错误。

4.(自感现象中的图像问题)如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像，正确的是()

解析：选B。开关S闭合的瞬间，由于L的阻碍作用，由R与L组成的支路相当于断路，后来由于L的阻碍作用不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R＋r)，整个电路中的总电流增大，由U内＝Ir得内电压增大，由UAB＝E－Ir得路端电压UAB减小。电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡D的阻值，所以流过L支路的电流小于流过灯泡D的电流。当开关断开时，由于电感L的自感作用，流过灯泡D的电流立即与L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，B正确。

探究一对互感现象的理解

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