人教版高中物理选择性必修二 同步精讲精练2.4自感和互感（原卷版）.docx

2.4自感和互感原卷版

【自感和互感知识梳理】

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，因此互感在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器就是利用互感现象制成的。

3.互感的危害：互感现象可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。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。

导师点睛????互感现象是一种常见的电磁感应现象，遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律。法拉第心系“磁生电”，发现电磁感应现象的实验实质就是互感。

二、自感现象、自感系数

自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感

自感电动势

定义

由于自感而产生的感应电动势

大小

正比于电流的变化率

公式

方向判断

遵循楞次定律

自感系数

物理意义

表示线圈产生自感电动势本领的大小

大小的

决定因素

与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关

单位

国际单位制单位是亨利，简称亨，符号是H。

常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)，1H=103mH=106μH

(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。

(2)通过线圈的电流不能发生突变，只能缓慢变化。

(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。

(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。

三、磁场的能量

自感现象中

磁场的能量

(1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，这可以看作电源把能量输送给磁场，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

电的“惯性”

自感电动势阻碍线圈中的电流的变化

四、通电自感和断电自感的比较

通电自感

断电自感

自感电路

器材规格

A1、A2灯同规格，R=RL1，L

L2的自感系数很大

自感现象

在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终两灯一样亮

先闭合开关，使灯泡发光，然后断开开关。在开关S断开时，A灯不会立即熄灭

产生原因

开关闭合时，流过线圈L1的电流迅速增大，线圈L1中产生自感电动势，阻碍电流的增大，流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增大得慢，又R=RL1

断开开关S时，流过线圈L2的电流迅速减小，线圈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L2的电流会通过A灯(与原来A灯的电流方向相反)，A灯不会立

即熄灭。若RL2RA，原来的电流IL2IA，则A灯熄灭前要闪亮一下；若RL2≥RA，原来的电流I

等效理解

电感线圈的作用相当于一个阻

值无穷大的电阻在短时间内减

小为电感线圈的直流电阻

电感线圈的作用相当于一个瞬时电源(电源电动势在短时间内减小为零)

能量转化

电能转化为磁场能

磁场能转化为电能

1.对通电自感和断电自感的三点理解

(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，且与原电流方向相反。

(2)断电时线圈产生的自感电动势与原来线圈中的电流方向相同，且在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流大小从原来的值逐渐变小，不发生突变。

(3)自感电动势只是延缓了电流的变化，但它不能阻止原电流的变化，更不能使原电流反向。

2.自感现象的三种状态

(1)线圈通电瞬间可把线圈看成断路；

(2)断电时自感线圈相当于电源；

(3)电流稳定时，自感线圈相当于导体，理想线圈电阻为零，相当于短路。

【自感和互感举一反三练习】

1．在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计，、为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（????）

A．断开以后，熄灭，重新亮后再熄灭 B．断开以后，变得更亮，缓慢熄灭

C．合上的瞬间，先亮，后亮 D．合上的瞬间，先亮，后亮

2．如图所示，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A、B是两个完全相同的灯泡，它们的额定电压和电源电动势相等，电源内阻可忽略。下列说法正确的是（）

??

A．闭合开关S时，A、B灯同时亮且都正常发光

B．闭合开关S，待电路稳定时，A灯比B灯亮

C．闭合开关S，待电路稳定时，B灯比A灯亮

D．断开开关S时，A、B两灯同时缓慢熄灭

3．自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。如图所示，是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关，则（）

??

A．开关闭合时