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1、6互感和自感第四章電磁感應學習目標1.了解互感現(xiàn)象及其應用.2.能夠通過電磁感應的有關規(guī)律分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象.3.了解自感電動勢的表達式EL ，知道自感系數(shù)的決定因素.4.了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化.內(nèi)容索引自主預習預習新知 夯實基礎重點探究啟迪思維 探究重點達標檢測檢測評價 達標過關自主預習一、互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1.互感：兩個相互靠近的線圈，當一個線圈中的 時，它所產(chǎn)生的 會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢，這種現(xiàn)象叫互感.2.應用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器就是利用 制成的.3.危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個 的電路之間.在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象

2、有時會影響電路的正常工作.電流變化變化的磁場互感現(xiàn)象相互靠近二、自感現(xiàn)象二、自感現(xiàn)象當一個線圈中的電流 時，它產(chǎn)生的 的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應電動勢，同樣也在 激發(fā)出感應電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感.由于自感而產(chǎn)生的感應電動勢叫做 .三、自感電動勢與自感系數(shù)三、自感電動勢與自感系數(shù)1.自感電動勢： E ， 其中L是自感系數(shù)， 簡稱自感或電感.單位： ，符號： .2.自感系數(shù)與線圈的 、 、 ，以及是否有鐵芯等因素有關.變化變化亨利它本身自感電動勢H大小形狀圈數(shù) 四、自感現(xiàn)象中磁場的能量四、自感現(xiàn)象中磁場的能量1.線圈中電流從無到有時：磁場從無到有，電源把能量輸送給 ，儲存在 中.2.線圈

3、中電流減小時， 中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能.磁場磁場磁場即學即用即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)兩個線圈相距較近時，可以產(chǎn)生互感現(xiàn)象，相距較遠時，不產(chǎn)生互感現(xiàn)象.()(2)自感現(xiàn)象中，感應電流一定與原電流方向相反.()(3)線圈的自感系數(shù)與電流大小無關，與電流的變化率有關.()(4)線圈中電流最大的瞬間可能沒有自感電動勢.()答案2.如圖1所示，電路中電源內(nèi)阻不能忽略，L的自感系數(shù)很大，其直流電阻忽略不計，A、B為兩個完全相同的燈泡，當S閉合時，A燈_亮，B燈_亮.當S斷開時，A燈_熄滅，B燈_熄滅.(填“立即”或“慢慢”)圖1答案慢慢立即慢慢慢慢重點探究導學探究導學探究如圖2所示，先閉

4、合S，調(diào)節(jié)R2使A1、A2的亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使A1、A2都正常發(fā)光，然后斷開S.再次閉合S，觀察兩只燈泡在電路接通的瞬間發(fā)光情況有什么不同？根據(jù)楞次定律分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.一、通電自感現(xiàn)象答案圖2答案答案現(xiàn)象：燈泡A2立即發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來.原因：電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應電流產(chǎn)生的磁通量與原來電流產(chǎn)生的磁通量方向相反，則線圈中感應電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達到穩(wěn)定值的時間.知識深化知識深化通電自感現(xiàn)象中，當線圈中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流的增大，但不

5、能阻止電流的變化.例例1(多選)在如圖3所示的甲、乙電路中，電阻R和燈泡電阻的阻值相等，自感線圈L的電阻值可認為是0，在接通開關S時，則A.在電路甲中，A將漸漸變亮B.在電路甲中，A將先變亮， 然后漸漸變暗C.在電路乙中，A將漸漸變亮D.在電路乙中，A將先由亮漸 漸變暗，然后熄滅圖3答案解析解析解析在電路甲中，當接通開關S時，通過與燈泡相連的自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現(xiàn)象，開始時，自感線圈產(chǎn)生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入燈泡的電流很??；后來由于電流的不斷流入，通過自感線圈的電流變化逐漸變慢，所以自感線圈的阻礙作用逐漸減小；當流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用

6、，所以通過燈泡的電流只能慢慢增大，故選項A正確.在電路乙中，當接通開關S時，通過自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現(xiàn)象，開始時，自感線圈就產(chǎn)生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入線圈的電流很小(可認為是0)，電路中的電流可以認為都是從燈泡通過的，以后自感線圈的阻礙作用逐漸減小，通過自感線圈的電流逐漸增大，而通過燈泡的電流逐漸減小，直到流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用，又因為自感線圈L的電阻值可認為是0，所以燈泡被短路，故選項D正確.分析通電自感需抓住三點分析通電自感需抓住三點1.通電瞬間自感線圈處相當于斷路；2.電流增大過程中自感線圈對電流有阻礙作用，使線圈中的電流從0逐

7、漸增大到穩(wěn)定值；3.電流穩(wěn)定時自感線圈相當于導體(若直流電阻為0，相當于導線).總結提升總結提升導學探究導學探究如圖4所示，先閉合開關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關.二、斷電自感現(xiàn)象圖4(1)開關斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？答案答案S閉合時，燈泡A中的電流方向向左，S斷開瞬間，燈泡A中的電流方向向右，所以開關S斷開前后，流過燈泡的電流方向相反.答案(2)在斷開過程中，有時燈泡閃亮一下再熄滅，有時燈泡只會緩慢變暗直至熄滅，請分析上述兩種現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？答案答案在開關斷開后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產(chǎn)生的感應電流比開關斷開前流過燈泡的電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅，就必須

8、使自感線圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡電阻.而當線圈電阻大于或等于燈泡電阻時，燈泡就會緩慢變暗直至熄滅.答案知識深化知識深化1.當線圈中的電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同；2.斷電自感中，由于自感電動勢的作用，線圈中電流從原值逐漸減小.若斷開開關瞬間通過燈泡的電流大于斷開開關前的電流，燈泡會閃亮一下；若斷開開關瞬間通過燈泡的電流小于或等于斷開開關前的電流，燈泡不會閃亮一下，而是逐漸變暗直至熄滅.3.自感電動勢總是阻礙線圈中電流的變化，但不能阻止線圈中電流的變化.例例2(多選)如圖5甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，閉合開關S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡

9、A發(fā)光，則A.在電路甲中，斷開S， A將漸漸變暗B.在電路甲中，斷開S， A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗答案解析圖5解析解析在電路甲中，燈A和線圈L串聯(lián)，它們的電流相同，斷開S時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，流過燈A的電流逐漸減小，燈A漸漸變暗.在電路乙中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開S時，電源不再給燈泡供電，而線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，通過R、A形成回路，燈A中電流突然變大，燈A將先變得更亮，然后漸漸變暗，故A、D正確.例例3如圖6所示的電

10、路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流是2 A，流過燈泡的電流是1 A，現(xiàn)將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關系的圖象是三、自感現(xiàn)象中的圖象問題答案解析圖6解析解析開關S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A.開關S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的自感電動勢，使線圈中的電流從原來的2 A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應該是從2 A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對.1.斷電時，若自感線圈能組成閉合回路，自感線圈處電流由原值逐漸減小，不能發(fā)生突變，而且

11、電流方向也不變；若自感線圈不能組成閉合回路，自感線圈處電流立即變?yōu)?.2.斷電前后，無線圈的支路要注意電流方向是否變化.技巧點撥技巧點撥達標檢測1.(互感現(xiàn)象的理解互感現(xiàn)象的理解)(多選)關于互感現(xiàn)象，下列說法正確的是A.兩個線圈之間必須有導線相連，才能產(chǎn)生互感現(xiàn)象B.互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳到另一個線圈C.互感現(xiàn)象都是有益的D.變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的答案解析解析解析兩個線圈之間沒有導線相連，也能產(chǎn)生互感現(xiàn)象，選項A錯誤；互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳到另一個線圈，選項B正確；互感現(xiàn)象并非都是有益的，有時會影響電路的正常工作，選項C錯誤；變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的，選項D正確.123

12、452.(對自感電動勢的理解對自感電動勢的理解)關于線圈中自感電動勢的大小，下列說法中正確的是A.電感一定時，電流變化越大，自感電動勢越大B.電感一定時，電流變化越快，自感電動勢越大C.通過線圈的電流為零的瞬間，自感電動勢為零D.通過線圈的電流為最大值的瞬間，自感電動勢最大答案解析12345線圈中電流為零時，電流的變化率不一定為零，自感電動勢不一定為零，故C錯；當通過線圈的電流最大時，若電流的變化率為零，自感電動勢為零，故D錯.123453.(互感現(xiàn)象的理解互感現(xiàn)象的理解)(多選)如圖7所示，是一種延時裝置的原理圖，當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通；當S1斷開時，由于電磁感應作用

13、，D將延遲一段時間才被釋放.則A.由于A線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生 延時釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生 延時釋放D的作用C.如果斷開B線圈的開關S2，無延時作用D.如果斷開B線圈的開關S2，延時將變化答案圖712345解析解析解析線圈A中的磁場隨開關S1的閉合而產(chǎn)生，隨S1的斷開而消失.當S1閉合時，線圈A中的磁場穿過線圈B，當S2閉合，S1斷開時，線圈A在線圈B中的磁場變?nèi)?，線圈B中有感應電流，能夠繼續(xù)吸引D而起到延時的作用，所以B正確，A錯誤；若S2斷開，線圈B中不產(chǎn)生感應電流而起不到延時作用，所以C正確，D錯誤.123454.(自感現(xiàn)象的分析自感現(xiàn)象的分析)(多選)如圖

14、8所示，帶鐵芯的電感線圈的電阻與電阻器R的阻值相同，A1、A2是兩個完全相同的電流表，則下列說法中正確的是A.閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù)B.閉合S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)C.斷開S瞬間，電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù)D.斷開S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)答案解析圖812345解析解析開關S閉合瞬間，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增大，所以此時電流表A1中的電流小于電流表A2中的電流，A項正確；開關S斷開瞬間，線圈L與A1、A2和R構成回路，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小，所以A1、A2中電流也逐漸減小，但始終相等，D項正確.123455.(自感現(xiàn)象的圖象問題自感現(xiàn)象的圖象問題)(多選)如圖9所示，用電流傳感器研究自感現(xiàn)象.電源內(nèi)阻不可忽略，線圈的自感系數(shù)較大，其直流電阻小于電阻R的阻值.t0時刻閉合開關S，電路穩(wěn)定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖象.下列圖象中可能正確的是答案圖912345