2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 第6节 互感和自感学案 新人教版选修3-2

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1、第6节　互感和自感　1.了解互感现象及其应用.　2.能够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.定义：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的现象.产生的电动势叫做互感电动势.2.应用：互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的.3.危害：互感现象能发生在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正常工作.二、自感现象和自感系数1.自感现象：当一个线圈中

2、的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象.2.自感电动势：由于自感而产生的感应电动势.3.通电自感和断电自感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A1逐渐亮起来阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗，直至熄灭（电感线圈的电阻和灯泡的电阻相当时）阻碍电流的减小4.自感电动势的大小E＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位亨利，符号为H.常用的单位还有毫亨（mH）、微亨（μH）.5.自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关.三、磁场的能量1.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

3、，电源的能量输送给磁场，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.2.电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”.判一判　（1）两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象.（　　）（2）只有闭合的回路才能产生互感.（　　）（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）自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反.（　　）（5）一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大.（　　）提示：（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）×做一做　如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.

4、给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是（　　）A.恒定直流、小铁锅B.恒定直流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯提示：选C.通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场.铁锅是导体，感生电场在导体内产生电流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温.想一想　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.提示：开关断开后，线圈中储存的能量释放出来转化为电能，故灯泡发光会持续一段时间.　对互感

5、现象的理解和应用1.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，而且可以发生于任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电路的正常工作，这时需要设法减小电路间的互感.　在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是（　　）A.先由P→Q，再由Q→PB.先由Q→P，再由P→QC.始终由Q→PD.始终由P→Q[解析]　单刀双掷开关接在点1上时，A线圈中的电流恒定不变，在铁芯中产生的磁场

6、方向是沿铁芯自右向左.当单刀双掷开关由点1扳向点2的过程中，通过线圈A中的电流，先沿原方向减小到零，再由零增大到原电流值，所以B中产生的感应电流分两个阶段分析：（1）在A中电流沿原方向减小到零的过程中，A的磁场自右向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量在减小.由楞次定律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的电流方向是P→Q.（2）在A中电流由零增大到原方向的电流的过程中，A的磁场自右向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量在增大.由楞次定律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的电流方向是Q→P.综上分析知，全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q，然后是Q→P，所以

7、A对.[答案]　A　（多选）a、b两金属环上下相隔一很小间距按图示方式放置，O1、O2分别是a环、b环的圆心，其中b环面的一半面积刚好与固定a环正对，在a环中开关S闭合的瞬间，下列说法正确的是（　　）A.b环中有顺时针方向的感应电流B.b环中有逆时针方向的感应电流C.b环会沿O1O2方向运动D.b环会沿O2O1方向运动解析：选BC.闭合S的瞬间，b环中垂直纸面向里的磁通量增加，由楞次定律知b环中感应电流产生的磁场方向为垂