第4章 第6节.

1、第第6节互感和自感节互感和自感1互感现象：互感现象：如图所示电路中，两个线圈之间并没如图所示电路中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生有导线相连，但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，这种现象叫做互感现象现象叫做互感现象2互感电动势：互感电动势：在互感现象中产生的电动势叫做互在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势感电动势3对互感的三点理解对互感的三点理解(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，

2、而且可以发生于任生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间何相互靠近的电路之间(2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路变压器就是利用互感现象制成的路变压器就是利用互感现象制成的(3)在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广个线圈因此，互感现象在电工技术和电子

3、技术中有广泛的应用泛的应用1自感现象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在当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在自身线圈中激发出感应电动势的现象自身线圈中激发出感应电动势的现象2自感电动势自感电动势(1)定义：由于自身电流发生变化而产生的感应电动定义：由于自身电流发生变化而产生的感应电动势势(2)对自感电动势的理解：对自感电动势的理解：产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势自感电动势

4、的方向：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，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同的方向与原电流方向相同自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到推迟自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用电流变化的作用3通电自感和断电自感通电自感和断电自感(1)通电自感和断电自感的比较通电自感和断电自感的比较电路电路现象现象自感电动自感电动势的作用势的作用通电通电自感自感接通电源的瞬接通电源的瞬间，灯泡间，灯泡A1逐逐渐地亮起来渐地亮起来阻碍电流阻碍电流的增大的增大断电断电自感自感断开开关的瞬断开开关的瞬间，灯泡间，灯

5、泡A逐逐渐变暗，直到渐变暗，直到熄灭熄灭阻碍电流阻碍电流的减少的减少(2)自感现象中，灯泡亮度变化的问题自感现象中，灯泡亮度变化的问题分析通断电灯泡亮度变化问题，关键要搞清楚电路的分析通断电灯泡亮度变化问题，关键要搞清楚电路的连接情况，根据电路特点进行具体分析连接情况，根据电路特点进行具体分析.与线圈串联的灯泡与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图电路图与线圈串联的灯泡与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡与线圈并联的灯泡通电时通电时电流逐渐增大，灯电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮泡逐渐变亮电流电流I1突然变大，然后突然变大，然后逐渐减小达到稳定逐渐减小达到稳定断电时断电时电流逐渐减小电流

6、逐渐减小灯泡逐渐变暗灯泡逐渐变暗电流方向不变电流方向不变电路中稳态电流为电路中稳态电流为I1、I2若若I2I1，灯泡逐，灯泡逐渐变暗渐变暗若若I2I1，灯泡闪亮，灯泡闪亮一下后逐渐变暗，两一下后逐渐变暗，两种情况灯泡电流方向种情况灯泡电流方向均改变均改变有的同学误认为线圈对变化电流的阻碍作用与对稳有的同学误认为线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用相同定电流的阻碍作用相同辨析：辨析：(1)两种阻碍作用产生的原因不同两种阻碍作用产生的原因不同线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线的电阻决定的，对稳定电流阻碍作用产生的原因，是金的电阻决定的

7、，对稳定电流阻碍作用产生的原因，是金属对定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论属对定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论理解理解线圈对变化电流的阻碍作用，是由线圈的自感现象线圈对变化电流的阻碍作用，是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，阻碍电流的变化量发生变化，产生自感电动势，阻碍电流的变化线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化得越线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化得越慢总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对慢总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作

8、用决定了要达到稳定值所需的时变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间这种阻碍作用并没有将电能转化成热能间这种阻碍作用并没有将电能转化成热能(1)自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止，自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止，且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响元件的电流产生影响(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关，自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关，电流变化越快，自感电动势越大电流变化越快，自感电动势越大(3)电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原

9、先所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势1大小：大小：线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大，线圈有单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多铁芯比无铁芯时自感系数大得多2单位：单位：亨利亨利(符号符号H)，1 H103 mH106 H.3物理意义：物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在物理量，数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变内改变1 A时产时产生的自感电动势

10、的大小生的自感电动势的大小自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，自感系数只与其本身因素有关，与其他因素无理量，自感系数只与其本身因素有关，与其他因素无关关1自感现象中的磁场能量自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中能量输送给磁场，储存在磁场中(2)线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能为电能2电的电的“惯性惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性惯性”.

11、解 题 方 法 指 导对应学生用书对应学生用书P24 图甲、乙电路中，电阻图甲、乙电路中，电阻R和电感线圈和电感线圈L的电阻都的电阻都很小接通很小接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡A发光，则发光，则()A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐将先变得更亮，然后渐渐变暗变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐将先变得更亮，然后渐渐变暗变暗【解析】【解析】甲图中，电灯甲图中，电灯A与电感线圈与电感线圈L在同一个支在同

12、一个支路中，流过的电流相同，断开开关路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈时，线圈L中的自感中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小因此，电灯渐渐变的电流不变，以后电流渐渐变小因此，电灯渐渐变暗乙图中，电灯暗乙图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小的电流要小(因为电感线圈的电阻很小因为电感线圈的电阻很小)， 断开开关断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，电感线圈相当于一个电源给灯小，电感线圈相当于一个

13、电源给灯A供电，因此在这一短供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过暂的时间内，反向流过A的电流是从的电流是从IL开始逐渐变小的，开始逐渐变小的，所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗故选项所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗故选项A、D正正确确【答案】【答案】AD【方法总结】【方法总结】自感问题的求解自感问题的求解自感现象是由于通电导体自感现象是由于通电导体(线圈线圈)自身电流发生变化自身电流发生变化时，该电流磁场发生变化，因而线圈内磁通量发生变化，时，该电流磁场发生变化，因而线圈内磁通量发生变化，导致的电磁感应现象因此，自感现象只是电磁感应现象导致的电磁感应现象因此，自感现象只是电磁感应现象的一种特例

14、，它仍遵循电磁感应定律分析自感现象除弄的一种特例，它仍遵循电磁感应定律分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化当自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化当原来电流增大时，自感电动势的方向与原来电流方向相原来电流增大时，自感电动势的方向与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方反；当原来电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同向相同(2)“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”“阻碍阻碍”电流变化的实质电流变化的实质是使电流不发生是使电流不发生“突变突变”，使其变化过程有所延缓，使其变化过

15、程有所延缓(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；当电路当电路接通瞬间，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，相当于导线稳定时，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A有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零减小到零B有阻碍电流的作用，最后电流总小于有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变不变D有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到

16、2I0解析：解析：电键电键S由断开到闭合，回路的电流要增大，因由断开到闭合，回路的电流要增大，因而在而在L上要产生自感电动势，根据楞次定律，自感电动势上要产生自感电动势，根据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化，这就是说由于电流增加总是要阻碍引起它的电流的变化，这就是说由于电流增加引起的自感电动势因此要阻碍原电流的增加，但阻碍不引起的自感电动势因此要阻碍原电流的增加，但阻碍不是阻止，电流仍要增大，而达到稳定后其电流为是阻止，电流仍要增大，而达到稳定后其电流为2I0.选项选项D正确正确答案：答案：D 在如图所示的电路中，在如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈闭合时流过电感线圈的电流

17、是的电流是2 A，流过灯泡的电流是，流过灯泡的电流是1 A，将，将S突然断开，则突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间随时间t变化的图变化的图线是图中的线是图中的()【分析】【分析】解答此题应把握以下两点：解答此题应把握以下两点：(1)S断开瞬断开瞬间，线圈产生感应电动势阻碍电流减小，使得线圈中电流间，线圈产生感应电动势阻碍电流减小，使得线圈中电流逐渐减小逐渐减小(2)S断开瞬间，灯泡中电流大小始终等于线圈断开瞬间，灯泡中电流大小始终等于线圈中电流大小中电流大小【解析】【解析】S断开后：断开后：【答案】【答案】D【方法总结】【方法总结】(1)

18、本题易误选本题易误选A项，认为由于自感现象阻碍灯泡中电项，认为由于自感现象阻碍灯泡中电流的变化，使灯泡中电流由流的变化，使灯泡中电流由1 A逐渐减小为零实际上，逐渐减小为零实际上，自感电动势的效果是使线圈自感电动势的效果是使线圈L上的电流逐渐减小上的电流逐渐减小(2)本题的第二个易错选的是本题的第二个易错选的是B项，原因是没有注意到项，原因是没有注意到断开开关后通过灯泡的电流要反向断开开关后通过灯泡的电流要反向如图所示的电路中，电源的电动势为如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为，内阻为r，电感，电感L的电阻不计，电阻的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡D的阻值在的阻值在t0时刻

19、闭合开关时刻闭合开关S，经过一段时间后，在，经过一段时间后，在tt1时刻断开时刻断开S.如下图所示，表示如下图所示，表示A、B两点间电压两点间电压UAB随时随时间间t变化的图象中，正确的是变化的图象中，正确的是()电路稳定后，由于电路稳定后，由于R的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡D的阻值，所以的阻值，所以流过流过L支路的电流小于流过灯泡支路的电流小于流过灯泡D的电流当开关断开的电流当开关断开时，由于电感时，由于电感L的自感作用，流过灯泡的自感作用，流过灯泡D的电流立即与的电流立即与L电电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即UAB反向减小，选项

20、反向减小，选项B正确正确答案：答案：B1.(2010海南高考海南高考)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与线圈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与线圈中电流的方向相反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与线圈中电流的方向相反解析：解析：由法拉

21、第电磁感应定律可知，当线圈中电流不由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势错；当线圈中电流增大时，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流阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的

22、方向与线圈中电流的碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，方向相同，D错错答案：答案：AC2关于线圈的自感系数，下面说法正确的是关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()A线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零C线圈中电流变化越快，自感系数越大线圈中电流变化越快，自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定定解析：解析：线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故B、C错误，