人教版高中物理举一反三-选择性必修二2.4自感和互感（原卷版）

2.4自感和互感原卷版【自感和互感知识梳理】一、互感现象1.互感：两个相互靠近的线圈，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。2.互感的应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此互感在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器就是利用互感现象制成的。3.互感的危害：互感现象可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。导师点睛

互感现象是一种常见的电磁感应现象，遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律。法拉第心系“磁生电”，发现电磁感应现象的实验实质就是互感。二、自感现象、自感系数自感现象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，这种现象称为自感自感电动势定义由于自感而产生的感应电动势大小正比于电流的变化率公式方向判断遵循楞次定律自感系数物理意义表示线圈产生自感电动势本领的大小大小的决定因素与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关单位国际单位制单位是亨利，简称亨，符号是H。常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)，1H=103mH=106μH(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈的电流不能发生突变，只能缓慢变化。(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。三、磁场的能量自感现象中磁场的能量(1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，这可以看作电源把能量输送给磁场，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为电能电的“惯性”自感电动势阻碍线圈中的电流的变化四、通电自感和断电自感的比较通电自感断电自感自感电路器材规格A1、A2灯同规格，R=RL1，LL2的自感系数很大自感现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终两灯一样亮先闭合开关，使灯泡发光，然后断开开关。在开关S断开时，A灯不会立即熄灭产生原因开关闭合时，流过线圈L1的电流迅速增大，线圈L1中产生自感电动势，阻碍电流的增大，流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增大得慢，又R=RL1断开开关S时，流过线圈L2的电流迅速减小，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间。在S断开后，通过L2的电流会通过A灯(与原来A灯的电流方向相反)，A灯不会立

即熄灭。若RL2<RA，原来的电流IL2>IA，则A灯熄灭前要闪亮一下；若RL2≥RA，原来的电流I等效理解电感线圈的作用相当于一个阻

值无穷大的电阻在短时间内减

小为电感线圈的直流电阻电感线圈的作用相当于一个瞬时电源(电源电动势在短时间内减小为零)能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能1.对通电自感和断电自感的三点理解(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，且与原电流方向相反。(2)断电时线圈产生的自感电动势与原来线圈中的电流方向相同，且在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流大小从原来的值逐渐变小，不发生突变。(3)自感电动势只是延缓了电流的变化，但它不能阻止原电流的变化，更不能使原电流反向。2.自感现象的三种状态(1)线圈通电瞬间可把线圈看成断路；(2)断电时自感线圈相当于电源；(3)电流稳定时，自感线圈相当于导体，理想线圈电阻为零，相当于短路。【自感和互感举一反三练习】1．在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计，、为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（

）A．断开以后，熄灭，重新亮后再熄灭 B．断开以后，变得更亮，缓慢熄灭C．合上的瞬间，先亮，后亮 D．合上的瞬间，先亮，后亮2．如图所示，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A、B是两个完全相同的灯泡，它们的额定电压和电源电动势相等，电源内阻可忽略。下列说法正确的是（）

A．闭合开关S时，A、B灯同时亮且都正常发光B．闭合开关S，待电路稳定时，A灯比B灯亮C．闭合开关S，待电路稳定时，B灯比A灯亮D．断开开关S时，A、B两灯同时缓慢熄灭3．自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。如图所示，是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关，则（）

A．开关闭合时，、亮度始终相同B．开关闭合时，灯泡同时亮，随后灯变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮C．开关断开瞬间，立即熄灭D．开关断开瞬间，都闪亮一下逐渐熄灭4．在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为。在时刻断开S，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间变化关系的是（）

A．

B．

C．D．

5．如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有（）

A．S闭合的瞬间，c灯最亮B．S闭合的瞬间，b灯最亮C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗6．如图所示的电路中，、、是三个相同的灯泡，电感的电阻和电源的内阻可忽略，为理想二极管。下列判断正确的是（

）

A．开关从断开状态突然闭合时，逐渐变亮，一直不亮，立即变亮B．开关从断开状态突然闭合时，、逐渐变亮，立即变亮C．开关从闭合状态突然断开时，、逐渐熄灭，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭D．开关从闭合状态突然断开时，逐渐熄灭，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，立即熄灭7．如图所示，是日光灯的电路图，主要由灯管、镇流器、启动器组成。关于日光灯的原理，下列说法正确的是（）A．闭合开关S点燃日光灯管过程中，启动器的双金属片始终是闭合的B．闭合开关S点燃日光灯管过程中，镇流器相当于电阻C．将镇流器换为定值电阻，闭合开关S仍能正常点燃日光灯管D．将启动器更换为开关S1，先闭合开关S和S1，再断开S1，仍有可能点燃日光灯管8．手机无线充电装置的设计利用了电磁感应原理。图甲所示是市场上某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，送电线圈未与手机连接。当ab间接正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机充电。下列说法正确的是（

）A．该装置主要运用了自感现象B．送电线圈回路中的电流为零时，受电线圈两端的电压也为零C．增大送电线圈和受电线圈的间距，受电线圈输出电压的频率改变D．减小送电线圈和受电线圈的间距，受电线圈输出电压增大9．如图所示，电感线圈的自感系数L很大，且直流电阻不计，小灯泡A、B的电阻相等，电源内阻忽略不计。下列说法正确的是（）

A．开关S闭合瞬间，两灯泡同时发光B．开关S闭合瞬间，A灯泡逐渐变亮，B灯泡立刻变亮C．开关S断开瞬间，两灯泡都立即熄灭D．开关S断开瞬间，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡闪亮一下后逐渐熄灭10．随着科技的不断发展，无线充电已经实现了从理论研发到实际应用的转化。如图所示，某手机正在进行无线充电，下列说法正确的是（）

A．无线充电时，手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．只要有无线充电底座，所有手机都可以用它进行无线充电D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同11．（多选）如图是演示自感现象的电路，与是完全相同的灯泡，电阻均为，在开关断开、闭合时，两灯的亮度一样。现闭合，待电路稳定后，突然断开的瞬间（）A．立即熄灭B．不会突然变亮，而是逐渐熄灭C．有电流流过，方向向左D．有电流流过，方向向左12．（多选）如图所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡H的灯丝电阻。接通电路达到稳定时，灯泡H能发光。下列判断正确的是（）

A．开关S由断开到闭合时灯泡H将逐渐变亮B．开关S由断开到闭合时灯泡H立即变亮C．开关S由闭合到断开时灯泡H将逐渐变暗D．开关S由闭合到断开时灯泡H先闪亮一下然后才变暗13．（多选）如图所示，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，电源内阻不计，下列说法正确的是（）

A．闭合K时，B灯先亮，A灯后亮，最后一样亮B．断开K时，B灯立即熄灭，A灯缓慢熄灭C．断开K时，A、B灯均缓慢熄灭D．断开K时，A灯熄灭，B灯变亮后熄灭14．（多选）如图所示的电路中，A、B是两个相同的灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻不计。调节R，电路稳定时两灯泡都正常发光，则在开关闭合或断开时（）

A．合上S时，A、B两灯同时正常发光B．断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭C．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，且通过A灯泡的电流方向与原电流方向相同D．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，但一定同时熄灭15．（多选）如图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是（）

A．启动过程中，起辉器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压B