（浙江新高考专用）2019-2020学年高中物理 第四章 电磁感应现象 6 互感和自感讲义 新人教版选修3-2.docx

PAGE PAGE 14 6　互感和自感 知识内容 选考要求 课时要求 互感和自感 b 1.了解互感现象及其应用. 2.知道自感现象及产生原因. 3.知道自感系数的决定因素，知道自感系数的单位. 4.理解自感电动势的作用，会解释自感现象. 5.了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止. 一、互感现象 1.互感和互感电动势：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，这种现象叫互感，这种感应电动势叫做互感电动势. 2.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，如变压器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的正常工作. 二、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不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种现象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. 三、自感电动势与自感系数 1.自感电动势：E＝Leq \f(ΔI,Δt)，其中eq \f(ΔI,Δt)是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感.单位：亨利，符号：H. 2.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. 四、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，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. 1.判断下列说法的正误. (1)两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象.(　×　) (2)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反.(　×　) (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)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势.(　√　) 2.如图1所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯________变亮，B灯________变亮.当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭.(均选填“立即”或“缓慢”) 图1 答案　缓慢　立即　缓慢　缓慢 一、互感现象 1.当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势. 2.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大. 例1　目前无线电力传输已经比较成熟，如图2所示为一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置.利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电.下列说法正确的是(　　) 图2 A.若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势 B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势 C.A中电流越大，B中感应电动势越大 D.A中电流变化越快，B中感应电动势越大 答案　BD 解析　根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，B线圈中不会产生感应电动势，故A错误；若A线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可得，B线圈中会产生感应电动势，故B正确；A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大，故C错误，D正确. 二、通电自感现象 1.认识通电时的自感现象 如图3所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S. 图3 现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来. 原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁场与原来电流产生的磁场方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间. 2.对通电自感的理解 (1)通电瞬间自感线圈处相当于断路. (2)当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大. (3)电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，则相当于导线). 例2　如图4所示，电路中电源的内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小)(　　) 图4 A.A比B先亮，然后A灭 B.B比A先亮，然后B逐渐变暗 C.A、B一起亮，然后A灭 D.A、B一起亮，然后B灭 答案　B 解析　S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生