自感和互感【知识精讲+拓展提升+迁移训练】高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第二章

电磁感应2.4自感和互感人教版（2019）普通高中物理选择性必修第二册同步教学课件学习目标1.知道什么是互感现象，理解其中的原理，知道如何利用和防止，会解释互感现象。2.知道什么是自感现象，会分析通电自感和断电自感现象。知道其中的能量转化与守恒原理。3.知道自感电动势和自感系数的物理意义，会进行计算和判断。问题情景展示

两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机（或MP3等）的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音。你能用所学知识解释这一现象？知识点一：互感现象问题你能用所学知识解释这一现象？知识点一：互感现象1、互感在法拉第的实验中，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，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。2、互感的应用变压器：传递能量收音机里的“磁性天线”：传递信息知识点一：互感现象3、互感的危害与防止影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。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，这时要设法减小电路间的互感。3、互感的危害与防止影响因素：形状、大小、匝数、有无铁芯、相对位置等。屏蔽电缆屏蔽网线屏蔽罩考点一：互感现象【例题1】如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是()A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引【解析】

t1时刻A中电流变化率为零，其产生的磁场的磁通量的变化率为零，所以B中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误，t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。B知识点二：自感现象演示实验观察两个灯泡的发光情况A1、A2使用规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R

和R1

，使A1、A2亮度相同且正常发光.

然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？知识点二：自感现象观察视频观看视频，记录实验现象知识点二：自感现象现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。分析：通过电感线圈I↑⇒Φ↑⇒电动势，阻碍Φ增加⇒阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。电感B原B感E感分析知识点二：自感现象演示实验观察开关断开时灯泡的亮度按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。演示前思考下列问题：1.电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？2.产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？知识点二：自感现象演示实验观察开关断开时灯泡的亮度按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。演示前思考下列问题：3.开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？4.开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？知识点二：自感现象观察视频观看视频，记录实验现象知识点二：自感现象分析1.分析：通过电感线圈I↓⇒自感电动势，阻碍Φ减少⇒阻碍线圈中的电流减少。2.这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。3.通过灯泡的感应电流与原来电流方向相反。4.线圈L中的感应电流要从稳定时的值开始逐渐减小，所以线圈的直流电阻要小于灯泡的电阻。知识点二：自感现象电感B原B感E感

1、自感自感现象中产生的感应电动势。当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。2、自感电动势：知识点三：自感系数观察视频观看视频，尝试总结规律去掉电感线圈知识点三：自感系数1.自感电动势的大小自感系数L

越大，E

越大，对电流阻碍越大考点二：自感现象【例题2】L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。(1)当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化?2)当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化?（1）当开关由断开变为闭合时，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻很小，B灯被线圈短路，由亮变暗直到不亮；A灯由亮变为更亮。（2）当开关断开时，A灯没有了电压立即熄灭；线圈中电流减少时，线圈产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流使B灯缓慢熄灭。（1）当开关由断开变为闭合时，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻很小，B灯被线圈短路，由亮变暗直到不亮；A灯由亮变为更亮。考点二：自感现象【变式训练2】(多选)如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是(

)A．开关S闭合时，b、c灯立即变亮，a灯逐渐变亮B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮C．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭知识点三：自感系数（2）决定因素线圈的圈数是否有铁芯线圈的大小线圈的形状亨利（H）（1）物理意义:（3）单位：甲一条导线弯了几匝的线圈乙空芯线圈，丙在铁芯上绕了几千匝的线圈，甲乙丙2.自感系数描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量考点三：自感系数【变式训练3】如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是（）B考点三：自感系数【例4】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，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零