19.6互感和自感要點一.互感現象1.定義相互靠近但互不相連的兩個線圈，當一個線圈中的電流變化時，它所產生的變化的磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢，這種現象叫作互感這種感應電動勢叫作互感電動勢．2.互感現象的特點1.互感現象是一種常見的電磁感應現象。2.互感現象可以發生在繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，也可以發生在兩個相互靠近的電路之間。3.利用互感現象可以把能量由一個電路傳遞到另一個電路。（變壓器原理）處理方法：可利用楞次定律、右手定則及左手定則分析線圈中感應電流的方向，或從能量角度分析。3.互感的應用與危害1.應用變壓器、收音機的磁性天線都是利用互感現象制成的.2.危害在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作，這時要設法減小電路間的互感．例如在電路板的刻制時就要設法減小電路間的互感現象.要點二.自感現象及自感系數1.自感現象一個線圈中的電流變化時，它所產生的變化的磁場在它本身激發出感應電動勢的現象，角自感現象。2.自感電動勢1.定義自感現象產生的電動勢叫作自感電動勢.2.作用總是阻礙原導體中原電流的變化，起推遲電流變化作用。電的“慣性”：自感電動勢有阻礙線圈中電流變化的“慣性”。3.方向①當原電流增加時：自感電動勢阻礙原電流的增加，方向與原電流方向相反.②當原電流減小時:自感電動勢阻礙原電流的減小，方向與原電流方向相同.注意：自感電動勢總要阻礙引起自感的原電流的變化，但阻止不住，只是變化得慢了.5.大小自感電動勢的大小：E＝Leq\f(ΔI,Δt)2.自感系數L1.定義L是線圈的自感系數，簡稱自感或電感。2.物理意義：表征線圈產生自感電動勢_本領大小的物理量。數值上等于通過線圈的電流在1秒內改變1安時產生的自感電動勢的大小。3.單位：亨利，H還有毫亨（mH）和微亨（μH）1H＝103mH＝106μH。4.決定線圈自感系數大小的因素：1.線圈的大小、形狀、圈數以及是否有鐵芯等。2.線圈越粗、匝數越多、自感系數越大；有鐵芯自感系數大于無鐵芯。3.自感磁場中的能量及特點1.能量轉化(1)線圈中電流從無到有，磁場從無到有，電源把能量輸送給磁場，儲存在磁場中。(2)線圈中電流減小時，磁場中的能量釋放出來轉化為電能。2.自感特點(1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化。(2)通過線圈中的電流不能發生突變，只能緩慢變化。(3)電流穩定時，自感線圈就相當于普通導體。(4)線圈的自感系數越大，自感現象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向。4.自感現象的應用及危害1.應用電感線圈可以延續電流的變化時間，起到一定的穩定電流的作用，在交流電路中，常用電感線圈來通直流阻交流，通低頻阻高頻。電感線圈在各種電器設備和無線電技術中應用廣泛，如日光燈電路中的鎮流器、LC振蕩電路等。2.危害及防止在切斷自感系數很大、電流很強的電路的瞬間，會產生很高的自感電動勢，形成電弧，危及工作人員和設備安全，在這類電路中應采用特別的開關；制作精密電阻時，采用雙線繞法來消除自感現象。要點三.通電自感和斷電自感1.通電自感和斷電自感電路結構串聯并聯電路圖器材A1、A2同規格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)現象通電時在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩定斷電時回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況下燈泡中電流方向均改變自感電動勢作用自感電動勢總是阻礙原電流的變化2.自感現象的“三種狀態”“一個特點”(1)三種狀態①線圈通電瞬間可把自感線圈看成斷路。②斷電時自感線圈相當于電源。③電流穩定后，自感線圈相當于導體電阻，理想線圈的電阻為0，相當于短路。(2)一個特點在發生自感現象時，線圈中電流不發生“突變”。要點四.閃亮和不閃亮問題開關閉合時，電源路端電壓為，線圈的電阻為，燈泡的電阻為，則通過線圈的電流為IL=URL，通過燈泡的電流為IA若，有，斷開開關的瞬間，通過燈泡的電流會瞬間增大，燈泡會閃亮一下。若，有，斷開開關后，通過燈泡的電流減小，燈泡不會閃亮一下。要點五.電感和電阻的比較類型電阻R電感L阻礙對象對電流對變化電流表現導體發熱產生自感現象大小因素電阻越大，阻礙作用越大，產生電勢差越大電感越大，電流變化越快，對電流阻礙作用越大，產生自感電動勢絕對因素長度，橫截面積，電阻率，溫度長度，橫截面積，匝數，有無鐵芯聯系電阻和電感都是反應導體本身性質的物理量題型1.互感及自感現象及特點經典例題典例1關于自感現象，下列說法中正確的是（）A．對于同一線圈，當電流變化較快時，線圈中的自感系數也較大B．線圈中產生的自感電動勢較大的其自感系數一定較大C．感應電流不一定和原電流方向相反D．對于同一線圈，電流變化越快，線圈中的自感電動勢越大典例2關于線圈的自感系數、自感電動勢的下列說法中正確的是（）A．線圈中電流變化越大，線圈自感系數越大B．對于某一線圈，自感電動勢正比于電流的變化量C．一個線圈的電流均勻增大，這個線圈的自感系數、自感電動勢都不變D．自感電動勢總與原電流方向相反鞏固提升鞏固1自感系數L的單位，如果用國際單位制的基本單位的符號來表示，正確的是（）A．s·V/A B．kg·m2/（A2·s2）C．N·m/A D．kg·V（A·s2）鞏固2無線充電技術能實現能量的無線傳輸，如圖是無線充電設備給充電，下列關于無線充電的說法正確的是（）A．充電的原理主要利用了自感B．充電設備與不接觸也能充電C．充電設備與的充電電流一定相等D．充電設備中的線圈通恒定電流也可以對無線充電鞏固3目前的無線充電技術（圖甲）已經成熟，其工作過程可簡化為圖乙所示，A、B兩個線圈彼此靠近平行放置，當線圈A接通工作電源時，線圈B中會產生感應電動勢，并對與其相連的電池充電。下列說法正確的是（）A．只要線圈A中輸入電流，線圈B中就會產生感應電動勢B．若線圈A中輸入變化的電流，線圈B中產生的感應電動勢也會發生變化C．線圈A中輸入的電流越大，線圈B中感應電動勢越大D．線圈A中輸入的電流變化越快，線圈B中感應電動勢越大鞏固4如圖所示為無線充電原理圖，由與充電基座相連的送電線圈和與電池相連的受電線圈構成。當送電線圈通入周期性變化的電流時，就會在受電線圈中感應出電流，從而實現為充電。在充電過程中（）A．送電線圈中產生均勻變化的磁場B．送電線圈中產生周期性變化的磁場C．送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞D．電池是直流電源，所以受電線圈輸出的是恒定電流題型2.通電與斷電自感現象的動態分析經典例題典例1如圖所示，L是直流電阻不計的帶鐵芯線圈，A、B是完全相同的小燈泡。下列說法正確的是（）A．閉合S瞬間，A燈比B燈先亮B．閉合S瞬間，A燈立即亮，B燈逐漸變亮C．斷開S瞬間，通過B燈的電流方向從左向右D．斷開S瞬間，A燈立即熄滅，B燈閃亮后熄滅典例2如圖所示，L為自感線圈，閉合開關S，燈D1立即變亮，另一個相同的燈D2逐漸變亮，最終D1比D2亮(D1、D2規格相同）。則（）A．滑動變阻器R的阻值小于自感線圈L的直流電阻阻值B．滑動變阻器R的阻值大于自感線圈L的直流電阻阻值C．斷開S，燈D1閃亮后逐漸熄滅D．斷開S，燈D1逐漸熄滅典例3如圖所示的電路中，a、b、A．合上開關后，a、B．合上開關后，c燈先亮起來，a、bC．斷開開關后，a、D．斷開開關后，a燈先熄滅，接著b、鞏固提升鞏固1圖甲和圖乙是教材中演示自感現象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是（）A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同B．圖甲中，閉合S1，電路穩定后，A1中電流小于L1中電流C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等鞏固2如圖所示的電路（a）、（b）中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小。接通開關S，使電路達到穩定，燈泡A發光，則（）A．在電路（a）中，斷開S，A立即熄滅B．在電路（a）中，斷開S，A將在原亮度基礎上漸漸變暗C．在電路（b）中，斷開S，A立即熄滅D．在電路（b）中，斷開S，A將在原亮度基礎上漸漸變暗鞏固3如圖所示，L1和L2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數相當大的線圈，其電阻與R相同，由于存在自感現象，在開關S接通和斷開時，L1、L2先后亮暗的順序是（）A．接通時，L2先達最亮；斷開時，L2先暗B．接通時，L1先達最亮；斷開時，L1后暗C．接通時，L2先達最亮；斷開時，L2后暗D．接通時，L1先達最亮；斷開時，L1先暗拓展拔高拓展1在如圖所示的電路中，兩個完全相同的小燈泡L1和L2分別串聯一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S待電路穩定后，調整R的滑片使L1和L2亮度一樣，此時通過兩個燈泡的電流均為I。在之后的t0時刻斷開S，則在如圖所示的圖像中，能正確反映t0前后的一小段時間內通過L1的電流i1和通過L2的電流i2隨時間t變化關系的是()拓展2如圖所示，用電流傳感器研究自感現象.電源內阻不可忽略，線圈的自感系數較大，其直流電阻小于電阻R的阻值.t＝0時刻閉合開關S，電路穩定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖象.下列圖象中可能正確的是()A．B．C． D．拓展3如圖所示，燈泡A、B與定值電阻的阻值均為R，L是自感系數較大的線圈，S1閉合穩定后，當S2斷開且電路穩定時，A、B兩燈亮度相同，再閉合S2，待電路穩定后將S1斷開，下列說法正確的是（）A．B燈立即熄滅B．A燈亮一下后熄滅C．有電流通過B燈，方向為c→dD．有電流通過A燈，方向為b→a題型3.含電容器和二極管的自感現象分析經典例題典例1如圖所示的電路中，三個燈泡L1、L2、L3的電阻相等（且不考慮溫度對電阻的影響），電感LA．S閉合瞬間，L1、L2、B．S閉合瞬間，L1逐漸變亮，L2、C．S從閉合狀態突然斷開時，L1、L2、D．S從閉合狀態突然斷開時，L1、L2、鞏固提升鞏固1如圖，線圈L的自感系數極大，直流電阻忽略不計；D1、D2是兩個二極管，當電流從“＋”流向“－”時能通過，反之不通過；R0是保護電阻，則()A．閉合S之后，B燈慢慢變亮