4 互感和自感 [学习目标] 1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电 自感现象.3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的 能量转化． 一、互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，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． 感现象有时会影响电路的正常工作． 二、自感现象 当一个线圈中的电流变化时，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， 同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．由于自感而产生的感应电动势叫 作自感电动势． 三、自感系数 1．自感电动势：E＝L，其中是电流的变化率；L 是自感系数，简称自感或电感．单位：亨 利，符号：H. 2．自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关． (1)两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．( × ) (2)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( × ) (3)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．( × ) (4)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．( √ ) 2．如图1 所示，电路中电源内阻不能忽略，L 的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、 B 为两个完全相同的灯泡，当S 闭合时，A 灯________变亮，B

振荡电路． 3．LC 振荡电路的放电、充电过程 (1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大， 同时电容器极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大 值．该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能． (2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻减小为零，而 要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多， × ) (2)LC 振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．( √ ) (3)LC 振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．( √ ) (4)LC 振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．( √ ) (5)LC 振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷 为止，这一段时间为一个周期．( × ) 2．在LC 振荡电路中，电容器C 带的电荷量q (2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？ (3)线圈中自感电动势的作用是什么？ 答案 (1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能． (2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场 能． (3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化． 知识深化 1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电

法拉第电磁感应定律.....................................................................................- 35 - 第3 节 自感现象与涡流............................................................................................- 40 均值，需根据法拉第电磁感应定 律求解。 第3 节 自感现象与涡流 一、自感现象 1．实验探究：通电自感和断电自感 操作 电路 现象 自感电动势的作 用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡 1 立刻亮起来，灯泡 2 逐渐 亮起来 阻碍灯泡 2 电流 的增加 断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡 2 立刻熄灭，灯泡 电流 的减小 2.自感现象：由于线圈自身的电流发生变化所产生的电磁感应现象。 二、自感电动势 1．自感电动势：由于线圈自身的电流发生变化所产生的感应电动势。 2．自感电动势的方向：原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，原电流 减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。 3．自感电动势的作用：自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。 4．自感系数 (1)物理意义：能表征线圈产生自感电动势本领的大小；

法拉第电磁感应定律......................................................................................- 35 - 第3 节 自感现象与涡流..............................................................................................- (3)感应电动势的平均值不一定是最大值与最小值的平均值， 需根据法拉第电磁感应定律 求解。 第3 节 自感现象与涡流 一、自感现象 1．实验探究：通电自感和断电自感 操作 电路 现象 自感电动势的作 用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡1 立 刻亮起来，灯泡2 逐渐亮起 来 阻碍灯泡2 电流的 增加 断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡2 立 刻熄灭，灯泡1 过一会儿后 才熄灭。有时灯泡1 阻碍灯泡1 电流的 减小 2.自感现象：由于线圈自身的电流发生变化所产生的电磁感应现象。 二、自感电动势 1．自感电动势：由于线圈自身的电流发生变化所产生的感应电动势。 2．自感电动势的方向：原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，原电流减 小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。 3．自感电动势的作用：自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。 4．自感系数 (1)物理意义：能表征线圈产生自感电动势本领的大小；

线圈进入磁场和离开磁场的过程中，均有感应电流，且方向都是逆时针方向 7. 两个相同的小灯泡L1、L2和自感线圈L、电容器C、开关S、直流电源连接成如图所示的电路。已知自 感线圈L 的自感系数较大且直流电阻为零，电容器C 的电容较大，下列判断正确的是（ ） A. 开关S 闭合稳定后， 灯泡一直亮着 B. 通过自感线圈L 的电流越大，线圈的自感电动势越大 C. 去掉电容器C，开关S 闭合待稳定后再断开的瞬间，L1和L2灯泡均逐渐熄灭

是电容足够大的电容器，D 是理想二极管，L 是一个自感系数较大的线圈，且L 的直流电阻与灯泡的电阻相同。电路接通稳定后，断开开关S，下列说 法正确的是（ ） A. A 灯会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B. 在灯熄灭前的 任意时刻，A、B 两灯的电压相同 C. 在灯熄灭前的任意时刻，通过B 灯的电流是A 灯的2 倍 D. 在灯熄灭前，L 中会产生自感电动势 13. 如图所示绝缘光滑轨道中间部分 ，则粒子向______板偏移。 15. 如图所示，四只相同的灯泡D1、D2、D3、D4分别与自感线圈L1、L2和电容器C1、C2串联，再并联接入 电路中，自感线圈的电阻不计，交流电源电压220 V，频率50 Hz．若电容C1>C2，则灯泡D3的亮度_____ _D4的亮度；若灯泡D1的亮度大于D2的亮度，则自感系数L1______L2．（选填“大于”“小于”或“等于”） 16. 在如图所示的日光灯工作原理电路图中：

自伤、自杀。 抑郁型的心理问题 抑郁型 具体表现 兴趣衰退：对各种新鲜事物不感兴趣，兴 趣爱好也基本丢失。 缺乏自信：自我评价过低、妄自菲薄，并 有内疚后悔等自责倾向，甚至自我伤害。 精力衰退：自感疲惫无力，不能进行复杂 思考和较强运动。 封闭退缩：不愿交往，情绪苦闷且封闭， 不诉说也不写日记。 躯体不适：如头疼、背痛、肢体酸痛等， 还有失眠等睡眠障碍等。 悲观失望：觉得生活中一切都没什么意义， 回避以消除 不安。中学生中较常见的为社交恐怖和特异性恐怖，而且前者有增长的趋势。 社交恐怖 特异性恐怖 主要特点是在人际交往中自感害羞、局促不安、尴 尬、笨拙、迟钝、怕成为耻笑对象，而不敢在公开 场合讲话、做作业、吃饭等，以至不能正常交往； 看着对方即自感面红耳赤、表情异样，而且怕被对 方觉察，从而回避目光相遇，严重者会足不出户。 指各种和个体自身活动的特异性有关的恐怖，如 飞行恐怖、注射恐怖等。一些中学生对学校产生

（填“强”或“弱”）， （填“会”或“不会”）将衔铁吸引 下来，因而触点和与照明电路火线 （填“接触”或“分开”），路灯发光。 13．小王同学用如图甲所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图乙所示电路研究自感现象。 （1）小王同学实验时发现，闭合开关时，电流表指针向左偏转。电路稳定后，若向右移动滑片， 此过程中电流表指针将向 （选填“左”或“右”）偏转，实验结束后，未断开开关，也未把A、 高二物理期中 页 共6 页 B 两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除 （选填“A” 或“B”）线圈所在电路时发生的。 （2）小李同学用图乙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L 是一带铁芯的 线圈，直流电阻忽略不计，A、B 是额定电压为1.5V 的灯泡，直流电源为一节新的干电池。两电 路电键S 闭合后，会看到：小灯泡A 将 （选填“慢慢变亮”“立即变亮”或“立即变亮，

自伤、自杀。 抑郁型的心理问题 抑郁型 具体表现 兴趣衰退：对各种新鲜事物不感兴趣，兴 趣爱好也基本丢失。 缺乏自信：自我评价过低、妄自菲薄，并 有内疚后悔等自责倾向，甚至自我伤害。 精力衰退：自感疲惫无力，不能进行复杂 思考和较强运动。 封闭退缩：不愿交往，情绪苦闷且封闭， 不诉说也不写日记。 躯体不适：如头疼、背痛、肢体酸痛等， 还有失眠等睡眠障碍等。 悲观失望：觉得生活中一切都没什么意义， 回避以消除 不安。中学生中较常见的为社交恐怖和特异性恐怖，而且前者有增长的趋势。 社交恐怖 特异性恐怖 主要特点是在人际交往中自感害羞、局促不安、尴 尬、笨拙、迟钝、怕成为耻笑对象，而不敢在公开 场合讲话、做作业、吃饭等，以至不能正常交往； 看着对方即自感面红耳赤、表情异样，而且怕被对 方觉察，从而回避目光相遇，严重者会足不出户。 指各种和个体自身活动的特异性有关的恐怖，如 飞行恐怖、注射恐怖等。一些中学生对学校产生

合开关K，得到如图乙所示的 图像，电源电动势为E，内阻r，则（ ） A. B. C. 断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D. 闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，当 时，自感线圈中电流为零，流过灯泡支路的电流为 ，根 据闭合回路欧姆定律有 当 时，电路稳定，两支路电流相等为 ，根据闭合回路欧姆定律有 12 www 版权所有@高考资源网 联立解得 故AB 正确； C．由图乙可知，电路稳定后，两支路电流相等，则断开开关时，小灯泡不会闪亮，而是逐渐熄 灭，故C 错误； D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，但由于电流变化，自感电动势不为零，故D 错误。 故选AB 。 11. 面积均为S 的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强 度为 的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕