第四章第六节互感和自感

1、第六节互感和自感第六节互感和自感 第四章电磁感应第四章电磁感应 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 学习目标学习目标 1.了解互感现象及互感现象的应用了解互感现象及互感现象的应用 2了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响 3了解自感系数的意义和决定因素了解自感系数的意义和决定因素 4知道磁场具有能量知道磁场具有能量 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 新 知 初 探 自 主 学 习新 知 初 探 自 主 学 习 一、互感现象一、互感现象 研学教材研学教材 1互感：互感：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化两

2、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 生时 ， 它 所 产 生 的 变化的磁场会在另 一 个 线 圈 中 产 生 _ ，这种现象叫做互感，这种现象叫做互感 2互感的应用和危害互感的应用和危害 (1)应用：传递应用：传递_，如变压器、收音机的磁性天线，如变压器、收音机的磁性天线 (2)危害：影响电路的正常工作危害：影响电路的正常工作 感应电动势感应电动势 能量能量 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 成功体验成功体验 如图所示是一种延时继电器的示意图铁芯上有两个线圈如图所示是一种延时继电器的示意图铁芯上有两个

3、线圈A 和和B.线圈线圈A跟电源连接，线圈跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭两端连在一起，构成一个闭 合电路在断开开关合电路在断开开关S的时候，弹簧的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁并不会立刻将衔铁D拉拉 起而使触头起而使触头C(连接工作电路连接工作电路)离开，而是过一小段时间后才离开，而是过一小段时间后才 执行这个动作延时继电器就是这样得名的请解释：执行这个动作延时继电器就是这样得名的请解释： (1)当开关当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段 时间？时间？ (2)如果线圈如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为不闭合，是否会对

4、延时效果产生影响？为 什么？什么？ 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 提示：提示：(1)开关开关S断开时，将在线圈断开时，将在线圈B中产生互感电动势，闭中产生互感电动势，闭 合电路中形成电流，电磁铁仍然有磁性吸住衔铁合电路中形成电流，电磁铁仍然有磁性吸住衔铁D，随电流，随电流 的逐渐减小，磁性逐渐变弱直至电磁铁磁性消失，弹簧的逐渐减小，磁性逐渐变弱直至电磁铁磁性消失，弹簧K才才 会将衔铁会将衔铁D拉起而使触头拉起而使触头C离开离开 (2)如果线圈如果线圈B不闭合，在开关不闭合，在开关S断开时，线圈断开时，线圈B中不会产生电中不会产生电 流，电磁铁的磁性很快消失，也就没有了延时效

5、果流，电磁铁的磁性很快消失，也就没有了延时效果 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 二、自感现象二、自感现象 自主探究自主探究 下表给出了通电自感和断电自感实验中观察到的现象，通过下表给出了通电自感和断电自感实验中观察到的现象，通过 分析，回答下列问题：分析，回答下列问题： (1)自感电动势具有什么作用？自感电动势具有什么作用？ (2)在断电自感实验中，要使灯泡在开关断开时比原来更在断电自感实验中，要使灯泡在开关断开时比原来更 亮，需要满足什么条件？亮，需要满足什么条件？ 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 电路电路现象现象 通电通电 自感自感 接通电源的瞬间，灯泡

6、接通电源的瞬间，灯泡A1缓慢变亮缓慢变亮 断电断电 自感自感 断开开关的瞬间，灯泡断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变逐渐变 暗有时灯泡暗有时灯泡A会闪亮一下，然后逐会闪亮一下，然后逐 渐变暗渐变暗 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 成功发现成功发现 1自感现象：自感现象：当一个线圈中的电流发生变化时，在它本当一个线圈中的电流发生变化时，在它本 身激发出身激发出_的现象的现象 2自感电动势：自感电动势： _现象中产生的电动势现象中产生的电动势 3自感电动势的作用自感电动势的作用 电流增加时，自感电动势阻碍电流的电流增加时，自感电动势阻碍电流的_ ；电流减小；电流减小 时，自感电动势阻碍

7、电流的时，自感电动势阻碍电流的_ ，即自感电动势总是阻，即自感电动势总是阻 碍碍_ 4在断电自感实验中，要使灯泡在开关断开时更亮，则在断电自感实验中，要使灯泡在开关断开时更亮，则 需满足开关闭合时，线圈中的电流比灯泡中的电流需满足开关闭合时，线圈中的电流比灯泡中的电流_ 感应电动势感应电动势 自感自感 增加增加 减小减小 电流的变化电流的变化 大大 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 亨利亨利 H 匝数匝数 铁芯铁芯 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 成功体验成功体验 判断正误判断正误 (1)线圈中的电流不变时，自感电动势为线圈中的电流不变时，自感电动势为0，则自

8、感系数为，则自感系数为0 () (2)线圈的自感系数与电流的变化率成正比线圈的自感系数与电流的变化率成正比() (3)线圈的自感系数与自感电动势的大小、电流的变化情况线圈的自感系数与自感电动势的大小、电流的变化情况 无关无关() (4)自感电动势的方向总是与原电流方向相反自感电动势的方向总是与原电流方向相反() 提示：提示：(1)(2)(3)(4) 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 四、磁场的能量四、磁场的能量 自研教材自研教材 线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源把能量输送给线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源把能量输送给 _ ，储存在，储存在_中；线圈中电流从有到无

9、时：磁场从中；线圈中电流从有到无时：磁场从 有到无，磁场中的能量释放出来转化为有到无，磁场中的能量释放出来转化为_ 磁场磁场磁场磁场 电能电能 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 成功体验成功体验 断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续 一段时间？试从能量的角度加以解释一段时间？试从能量的角度加以解释 提示：提示：开关断开后，线圈中储存的能量释放出来转化为电开关断开后，线圈中储存的能量释放出来转化为电 能，故灯泡发光持续一会能，故灯泡发光持续一会 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 要 点 探 究 讲

10、 练 互 动要 点 探 究 讲 练 互 动 要点一对自感现象的理解要点一对自感现象的理解 1对自感现象的理解对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和 楞次定律楞次定律 2对自感电动势的理解对自感电动势的理解 (1)产生原因产生原因 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变 化，因而在原线圈上产生感应电动势化，因而在原线圈上产生感应电动势 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 (2)自感电动势的方向自感电动势的方向 当原电流增大时，自感电动势的

11、方向与原电流方向相反；当当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当 原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同(即：增即：增 反减同反减同) (3)自感电动势的作用自感电动势的作用 阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使 原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 3对电感线圈阻碍作用的理解对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动

12、若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动 势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能 突变突变 (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线， 其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 如图所示的电路中，电源电动势为如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻，内阻r不能忽不能忽 略略R1和和R2是两个定值电阻，是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线是一个自感系数较大的线 圈开关圈开关S原来

13、是断开的，从闭合开关原来是断开的，从闭合开关S到电路中电流达到稳到电路中电流达到稳 定为止的时间内，通过定为止的时间内，通过R1的电流的电流I1和通过和通过R2的电流的电流I2的变化的变化 情况是情况是() AI1开始较大而后逐渐变小开始较大而后逐渐变小 BI1开始很小而后逐渐变大开始很小而后逐渐变大 CI2开始很小而后逐渐变大开始很小而后逐渐变大 DI2开始较大而后逐渐变小开始较大而后逐渐变小 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 【思路点拨思路点拨】(1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有电流变化时，电感线圈对电流的变化有 阻碍作用阻碍作用 (2)电流稳定时，电感线圈相当于一段

14、导线电流稳定时，电感线圈相当于一段导线 【解析解析】闭合开关闭合开关S时，由于时，由于L是一个自感系数较大的线是一个自感系数较大的线 圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始I2很很 小，随着电流达到稳定，自感作用减小，小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2开始逐渐变开始逐渐变 大闭合开关大闭合开关S时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较 大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以R1上的电压逐上的电压逐 渐减小，电流渐减小，电流I1逐渐减小，故选逐渐减小，故选AC

15、. 【答案答案】AC 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 跟踪训练跟踪训练1下列说法正确的是下列说法正确的是() A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势 B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈 中原电流的方向相反中原电流的方向相反 C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈 中电流的方向相反中电流的方向相反 D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈 中电流的方向相反

16、中电流的方向相反 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 解析：选解析：选AC.由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中的电流由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中的电流 不变时，不产生自感电动势，不变时，不产生自感电动势，A正确；当线圈中的电流反向正确；当线圈中的电流反向 时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原 电流的方向相同，电流的方向相同，B错误；当线圈中的电流增大时，自感电错误；当线圈中的电流增大时，自感电 动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电 流的方向

17、相反，所以选项流的方向相反，所以选项C正确，同理可知选项正确，同理可知选项D错误故错误故 选选AC. 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 要点二通电、断电自感中，灯泡亮度变化的分析要点二通电、断电自感中，灯泡亮度变化的分析 1在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起 如图所示的电路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电如图所示的电路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电 阻阻R，使两个灯泡亮度相同，然后断开电路，再次接通的，使两个灯泡亮度相同，然后断开电路，再次接通的 瞬间瞬间 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 条件条件现象现象原因原因

18、 S闭合闭合 的瞬间的瞬间 A2先亮先亮 由于由于A2支路为纯电阻不支路为纯电阻不 产生自感现象产生自感现象 A1逐渐亮起逐渐亮起 由于由于L的自感作用阻碍的自感作用阻碍 A1支路电流增大支路电流增大 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 2.在断电自感中，灯泡的亮度变化在断电自感中，灯泡的亮度变化 自感电动势自感电动势(的方向的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就总是要阻碍引起自感的电流的变化，就 好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变 化一样自感电动势阻碍的对象是化一样自感电动势阻碍的对象是“电流的变化电流的

19、变化”，而不是，而不是 电流本身电流本身 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 如图甲、乙电路中，电阻如图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻值都的电阻值都 很小，接通很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡发光下列判断正确，使电路达到稳定，灯泡发光下列判断正确 的是的是() 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 A在电路甲中断开在电路甲中断开S，灯泡将渐渐变暗，灯泡将渐渐变暗 B在电路甲中断开在电路甲中断开S，灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗，灯泡将先变得更亮，然后

20、渐渐变暗 C在电路乙中断开在电路乙中断开S，灯泡将渐渐变暗，灯泡将渐渐变暗 D在电路乙中断开在电路乙中断开S，灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗，灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 【解析解析】电路甲稳定时，电路甲稳定时，ILI灯 灯，断开 ，断开S时，线圈时，线圈L与灯与灯 泡、电阻泡、电阻R组成临时回路，自感电动势阻碍电流减小，线圈组成临时回路，自感电动势阻碍电流减小，线圈 及灯泡中电流逐渐减小，灯泡渐渐变暗，及灯泡中电流逐渐减小，灯泡渐渐变暗，A正确，正确，B错错 误电路乙稳定时，误电路乙稳定时，ILI灯 灯，断开 ，断开S时，线圈时，线圈L与灯

21、泡、电阻与灯泡、电阻 R组成临时回路，由于自感作用，线圈中电流逐渐减小，灯组成临时回路，由于自感作用，线圈中电流逐渐减小，灯 泡中电流与线圈中电流大小相等，先变为泡中电流与线圈中电流大小相等，先变为IL，后逐渐减小，后逐渐减小， 所以灯泡先变得更亮，然后渐渐变暗，所以灯泡先变得更亮，然后渐渐变暗，C错误，错误，D正确故正确故 选选AD. 【答案答案】AD 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 【规律总结规律总结】(1)“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”“阻碍阻碍”电电 流变化的实质是使电流不发生流变化的实质是使电流不发生“突变突变”，使其变化过程有，使其变化过程有 所延缓所延缓 (2

22、)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；当电路稳定当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；当电路稳定 时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短路短路)； 当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源 (3)断电自感现象中，灯泡闪亮与否，要看断前断电自感现象中，灯泡闪亮与否，要看断前L中的电流与中的电流与 灯泡中电流的关系灯泡中电流的关系 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 跟踪训练跟踪训练2如图所示，如图所示，A和和B是电阻均为是电阻均为R的电灯，的电灯，L是自感系是自感系 数较大的线圈当数较大的线圈当S1闭合

23、、闭合、S2断开且电路稳定时，断开且电路稳定时，A、B亮度亮度 相同闭合相同闭合S2，待电路稳定后将，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的断开，下列说法中正确的 是是() AB灯立即熄灭灯立即熄灭 BA灯将比原来更亮一些后再熄灭灯将比原来更亮一些后再熄灭 C有电流通过有电流通过B灯，方向为灯，方向为cd D有电流通过有电流通过A灯，方向为灯，方向为ba 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 解析：选解析：选AD.S1断开，灯断开，灯A与线圈构成闭合回路，灯与线圈构成闭合回路，灯B中无电中无电 流，故流，故A正确，正确，C错误；错误；S1断开前，灯断开前，灯A与线圈中的电流相与线圈中的电流相 同，所以同，所以A灯不会闪亮，灯不会闪亮，B错误；错误；S1断开后，线圈中的电流断开后，线圈中的电流 方向不变，自感电动势方向向右，灯方向不变，自感电动势方向向右，灯A中电流方向为中电流方向为 ba， D正确故选正确故选AD. 栏目栏目 导引导引 第四章电磁感应第四章电磁感应 寻 规 探 法 思 维 启 迪寻 规 探 法 思 维 启 迪 自感现象中的图象自感现