高二物理电磁感应的应用-讲义（学生版）.pdf

电磁感应的应用

一、自感现象

1.知识讲解

前面我们已经说过，楞次定律也可以表述为：感应电流总是要阻碍引起感应电流的原因。现在我

们来学习产生感应电流的另外一种情况——阻碍原电流的变化，即自感现象。

1.通电自感

实验时，先合上开关，调节变阻器使两灯亮度相同，再调节变阻器，使两灯正常发光，然后断

开开关。接通电路，观察实验现象。

实验现象的解释：

闭合开关时，线圈中的电流要增大，从而穿过它自身的磁通量也随着增大，故线圈产生感应电动

势，对要增大的电流产生阻碍作用。电流会从零开始慢慢增大到稳定值。

2．断电自感

实验中，取线圈直流电阻灯，接通电路，待电路稳定后，断开开关，观察实验现象。

实验现象的解释：

由于灯，所以在开关处于闭合状态且电路稳定时有灯。

在断开开关的瞬间，线圈中的电流要减小，从而穿过它自身的磁通量也随着减小，线圈本身产生感

应电动势，对要减小的电流产生阻碍作用。这样，电流就通过与灯泡串联的回路由逐渐减小到

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零，因此在电路断开瞬间通过灯泡的电流要比原来稳定时的电流要大，灯泡会更亮一下再熄灭。

⑴需要注意的是，断开开关瞬间流过灯泡的电流方向是从，与原来稳定时电流的方向相反。

⑵在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势，它总是起着延迟电流变化的作用。

3．自感系数

⑴自感电动势正比于电流的变化率，即，L为自感系数，简称自感或电感。

⑵自感系数跟线圈的形状、大小、匝数，是否有铁芯等因素有关。自感系数的单位：亨利，简称

亨，符号H，常用单位还有毫亨（mH）、微亨（）。

⑶在电流变化相同的情况下，自感系数越大的线圈，产生的自感电动势就越大；对同一线圈而言，

通过线圈的电流变化得越快，线圈中的自感电动势越大。

4．自感电动势

自感电动势的数学表达式是、，所以：，即自感

电动势大小与线圈中电流的变化率成正比。

（1）自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当电流增大时，自感电动势与

原来电流方向相反；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同。“阻碍”不是“阻止”，

“阻碍”其实是“延缓”，使回路中原来的电流变化得缓慢一些；

（2）自感电动势的大小：由导体本身及通过导体的电流改变快慢程度共同决定。在恒定电流电路中，

只有在通、断电的瞬间才会发生自感现象。

2.随堂巩固

自感现象

1.在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，为自感线圈，为电源，为开关．关于两灯

泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）

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A.合上开关，先亮，逐渐变亮；断开开关，、同时熄灭

B.合上开关，先亮，逐渐变亮；断开开关，先熄灭，后熄灭

C.合上开关，先亮，逐渐变亮；断开开关，、同时熄灭

D.合上开关，、同时亮；断开开关，先熄灭，后熄灭

2.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈、小灯泡、开关和电池组，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，小灯泡发光；再断开开关，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因是（）

A.线圈电阻偏B.小灯泡电阻偏大

C.大电源的内阻较大