2024-2025年高二物理考点解读与考点专题9 （考点解读）互感和自感（解析版）.doc

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专题9互感和自感

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.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.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间、电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作。

二、自感现象

1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势的现象叫自感。

2.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小。

3.自感系数

（1）自感电动势的大小：E＝，式中L是比例系数，叫作自感系数，简称自感或电感。

（2）决定因素：线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等。

（3）单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位还有毫亨（mH）、微亨（μH）。1H＝103mH＝106μH。

三、磁场的能量

1.自感现象中的磁场能量

（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。

2.电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。

命题点一通电自感和断电自感的比较

1.自感现象的四大特点

（1）自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.

（2）通过线圈中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.

2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题

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

电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定

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I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗.

两种情况下灯泡中电流方向均改变

例1.如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈.实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮.而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是（）

A.图甲中，A1与L1的电阻值相同

B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流

C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同

D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

答案C

解析断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明IL1IA1，即RL1RA1，故A错；题图甲中，闭合开关S1，电路稳定后，因为RL1RA1，所以A1中电流小于L1中电流，故B错；题图乙中，闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，说明变阻器R与L2的电阻值相同，故C对；闭合S2瞬间，通过L2的电流增大，由于电磁感应，线圈L2产生自感电动势，阻碍电流的增大，则L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错.

例2.如图所示的电路，开关闭合，电路处于稳定状态，在某时刻t1突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的（）

答案D

解析当断开开关，原来通过R1的电流立即消失，由于电磁感应，线圈L产生自感电动势阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与原来流过电阻R1的电流方向相反，慢慢减小最后为0，故D正确.

命题点二在断电自感中，灯泡是否闪亮一下的判断方法

如图所示电路中，当开关断开后，灯泡是否会闪亮一下？闪亮一下的条件是什么？

设开关闭合时，电源路端电压为，线圈的电阻为，灯泡的电阻为，则通过线圈的电流为，通过灯泡的电流为。当开关断开后，线圈和灯泡组成的回路中的电流从开始减弱。

若，有，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬间增大，灯泡会闪亮一下。若，有，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会闪亮一下。

例3．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原