第4節

互感和自感第二章電磁感應這就是我們今天將要學習的互感現象。你知道出現這一現象的原因嗎？1.了解互感和自感現象，會用自感和互感解釋簡單的電磁現象。2.會從法拉第電磁感應的視角認識自感現象，了解自感系數。3.知道互感現象和自感現象的防止和應用。知識點一：互感現象1.定義兩個相互靠近的線圈，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的現象。產生的電動勢叫作互感電動勢。變化的電流變化的磁場變化的磁通量感應電動勢2.應用互感現象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，變壓器、收音機的“磁性天線”就是利用互感現象制成的。無線充電變壓器能量轉化電能磁場能電能內能3.危害互感現象能發生在任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路正常工作。互感的防止電路板線圈的雙線繞法1.如圖甲所示，A、B兩絕緣金屬環套在同一鐵芯上，A環中電流

iA隨時間

t的變化規律如圖乙所示，下列說法中正確的是(

)A．t1時刻，兩環作用力最大B．t2和

t3時刻，兩環相互吸引C．t2時刻兩環相互吸引，t3時刻兩環相互排斥D．t3和

t4時刻，兩環相互吸引B練一練知識點二：自感現象1.自感：當一個線圈中的電流變化時，它所產生的變化的磁場在線圈本身激發出感應電動勢。這種現象稱為自感。2.自感電動勢自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢。3.自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。演示實驗：通電自感現象1.實驗器材規格相同的兩個燈泡、線圈一個、可調電阻兩個、直流電源、開關、導線。RA1。A2R1ESL2.實驗步驟（1）如圖所示的電路中，兩個燈泡A1

和A2

的規格相同，A1

與線圈L串聯后接到電源上，A2

與可調電阻R串聯后接到電源上。開關閉合時觀察燈泡的發光情況（2）先閉合開關S，調節電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，再調節可調電阻R1

，使它們都正常發光，然后斷開開關S。（3）重新接通電路。注意觀察，在開關閉合的時候兩個燈泡的發光情況。（4）拆去一部分鐵芯，接通電路，注意觀察，在開關閉合的時候兩個燈泡的發光情況。（5）重新裝上鐵芯，增加線圈的匝數，注意觀察，在開關閉合的時候兩個燈泡的發光情況。視頻：通電自感現象3.實驗現象接通電源的瞬間，A2立刻正常發光；A1過一會兒才亮起來，最終與A2亮度相同。4.實驗結論電流增大時，線圈的自感電動勢RA1。A2R1ESL“阻礙”原電流的增大，方向與線圈中原電流方向相反，匝數越多，安裝上鐵芯自感現象越明顯。演示實驗：斷電自感現象1.實驗器材一個燈泡、線圈一個、直流電源、開關、導線。A。ESL開關斷開時觀察燈泡的亮度2.實驗步驟（1）如圖所示的電路中，A與線圈L并聯后接到電源上。（2）先閉合開關使燈泡發光，然后斷開開關。注意觀察開關斷開時燈泡的亮度。（3）拆去一部分鐵芯，接通電路，注意觀察，在開關斷開的時候兩個燈泡的發光情況。（4）重新裝上鐵芯，注意觀察，在開關斷開的時候兩個燈泡的發光情況。視頻：斷電自感現象3.實驗現象S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅。4.實驗結論電流減小時，線圈的自感電動勢A。ESL“阻礙”原電流的減小，方向與線圈中原電流方向相同，匝數越多，安裝上鐵芯自感現象越明顯。1.有關自感現象,下列敘述中正確的是：（）A、有鐵芯的多匝金屬線圈中,通過的電流強度不變時,無自感現象發生,線圈的自感系數為零B、導體中所通電流發生變化時,產生的自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化C、線圈中所通電流越大,產生的自感電動勢也越大D、線圈中所通電流變化越大,產生的自感電動勢也越大B練一練1.自感電動勢也是感應電動勢，同樣遵從法拉第電磁感應定律，實驗表明，磁場的強弱正比于電流的強弱，也就是說，磁通量的變化正比于電流的變化。因此，自感電動勢正比于電流的變化率知識點三：自感系數L：

自感系數簡稱自感或電感2.單位：亨利H，常用的單位還有毫亨（mH）、微亨（μH）。3.不同的線圈，電感L大小不同。L小L大線圈長度越長、線圈越大、匝數越多，它的自感系數越大，給線圈中加入鐵芯，自感系數比沒有鐵芯大得多。A練一練1.如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L自感系數足夠大，電阻可以忽略不計。下列說法中正確的是（）A．合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B．合上開關S時，A1和A2同時亮C．斷開開關S時，A2閃亮一下再熄滅D．斷開開關S時，

流過A2的電流方向向右2.某同學為了驗證斷電自感現象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關S，小燈泡發光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現象。雖經多次重復，仍未見老師演示時出現的小燈泡閃亮現象，他冥思苦想找不出原因。你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(

)A．電源的內阻較大 B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數較大C3.圖中的小燈泡A、B完全相同，帶鐵心的線圈自感系數很大、電阻忽略不計，則（）A．S閉合瞬間，A燈不亮，B燈立即亮B．S閉合瞬間，B燈不亮，A燈立即亮C．S閉合瞬間，A、B燈同時亮，以后B燈更亮，A燈熄滅D．穩定后再斷開S的瞬間，A、B燈立即熄滅C3.圖中的小燈泡A、B完全相同，帶鐵心的線圈自感系數很大、電阻忽略不計，則（）A．S閉合瞬間，A燈不亮，B燈立即亮B．S閉合瞬間，B燈不亮，A燈立即亮C．S閉合瞬間，A、B燈同時亮，以后B燈更亮，A燈熄滅D．穩定后再斷開S的瞬間，A、B燈立即熄滅C4.如圖甲所示，某同學做自感現象的實驗。自感線圈L的直流電阻為RL，A1和A2是完全相同的兩個小燈泡，R為滑動變阻器，現調節滑動變阻器R的阻值大于R-L的阻值。在實驗時，先閉合開關S，待穩定狀態后又突然斷開S，下列說法正確的是（）A.在閉合S瞬間，因為R的阻值大于R-L的阻值，所以A1燈先亮B.在突然斷開S瞬間，A1先熄滅，A2會閃亮一下再熄滅C.在突然斷開S瞬間，A2燈會閃亮一下，然后與A1燈一起熄滅D.若將自感線圈L換成如圖乙的雙線繞法線圈，則觀察到的自感現象會更明顯C5.用電流傳感器(電流傳感器相當于電流表，其電阻可以忽略不計)研究自感現象的實驗電路如圖所示，電源的電動勢為E，內阻為r，自感線圈L的自感系數足夠大，其直流電阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關S，經過一段時間后，在t=t1時刻斷開開關S。下列關于燈泡D中的電流隨時間變化情況的圖像可能正確的是()正確選項是(B)AD、閉合開關的瞬間，電感的電阻很大，燈泡中有一定的電流通過，過一段時間，電感的電阻減小，電感與燈泡并聯的兩端電壓減小，故燈泡中的電流變小，選項AD錯誤；BC、當時間再延長，燈泡的電流穩定在某一值上；當斷開開關時，電感產生自感電動勢，電感中的電流與原來的電流方向相同，它與燈泡組成的電路中，感應電流沿逆時針方向，而燈泡中原來的電流沿順時針方向，因為自感線圈直流電阻值大于燈泡D的阻值，故燈泡中的電流比穩定時要小一些，然后電流隨自感電動勢的減小而慢慢減小到0，故B正確，C錯誤。知識點四：磁場的能量1.自感現象中的磁場能量（1）線圈中電流從無到有時：磁場從無到有，電源的能量輸送給磁場，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.電的“慣性”理解