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4.互感和自感1．知道什么是互感现象和自感现象。
2.观察通电自感和断电自感实验现象，了解自感现象中自感电动势的作用。
3.知道自感电动势的大小与什么有关，理解自感系数和自感系数的决定因素。
4.通过对自感现象的研究，了解磁场的能量。
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□01感应电动势。
这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作□02互感电动势。
2．互感的应用：利用互感现象可以把□03能量由一个线圈传递到另一个线圈。
变压器就是利用□04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。
二、自感现象1．自感：当一个线圈中的电流□01变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出□02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作自感电动势。
2．通电自感和断电自感三、自感系数1．自感电动势的大小：E＝□01L ΔIΔt，其中L叫作自感系数，简称自感或电感，单位是□02亨利，简称亨，符号是□03H。
常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)。
2．决定线圈自感系数大小的因素：线圈的□04大小、□05形状、□06匝数，以及是否有□07铁芯等。
四、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：其中的磁场从无到有，这可以看作电源把能量输送给□01磁场，储存在□02磁场中。
(2)线圈中电流减小时：□03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□04电流变化的“惯性”。
判一判(1)任何两个电路之间都能产生互感现象。
( )(2)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。
( )(3)线圈中的电流增大时，线圈中的自感电动势也一定增大。
( )提示：(1)×(2)× 自感电动势的大小E ＝L ΔI Δt，所以自感电动势大不一定是由自感系数大引起的，有可能是电流的变化率很大引起的。
第6节互感和自感1．当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。
2．当一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。
3．自感电动势的大小为E ＝L ΔI Δt，其中L 为自感系数，它与线圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中储存了磁场能。
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．自感电动势的大小E ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H 。
4．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，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”。
1．自主思考——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)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。
(√)(3)只有闭合的回路才能产生互感。
(×)(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。
互感和自感【学习目标】1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律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 ΔI Δt，知道自感系数的决定因素. 4.了解自感现象中的能量转化．1．关于自感现象，下列说法正确的是( )A ．感应电流一定和原来的电流方向相反B ．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C ．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D ．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大2．(多选) 某线圈通有如图8所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )图8A ．第1 s 末B ．第2 s 末C ．第3 s 末D ．第4 s 末3. 在如图9所示的电路中，L 为电阻很小的线圈，G 1和G 2为零刻度在表盘中央的两相同的电流表．当开关S 闭合时，电流表G 1、G 2的指针都偏向右方，那么当断开开关S 时，将出现的现象是( )图9A ．G 1和G 2指针都立即回到零点B ．G 1指针立即回到零点，而G 2指针缓慢地回到零点C ．G 1指针缓慢地回到零点，而G 2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D ．G 2指针缓慢地回到零点，而G 1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点4．在如图10所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调节R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，能正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()图10精准突破1：通电自感现象[导学探究]通电自感：如图1所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？根据楞次定律结合电路图分析现象产生的原因．图1[知识梳理]自感及自感电动势的特点：(1)自感：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．(2)当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大，但不能阻止电流的变化．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)在实际电路中，自感现象有害而无益．()(2)只要电路中有线圈，自感现象就会存在．()(3)线圈中的电流越大，自感现象越明显．()(4)线圈中的电流变化越快，自感现象越明显．()精准突破2：断电自感现象[导学探究]断电自感：如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．图2(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？[知识梳理]对断电自感现象的认识：(1)当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同；(2)断电自感中，若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗．(3)自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．()(2)发生断电自感时，因为断开电源之后电路中还有电流，所以不符合能量守恒定律．()(3)线圈的电阻很小，对恒定电流的阻碍作用很小．()精准突破3：自感系数[导学探究] 如图3所示，李辉在断开正在工作的电动机开关时，会产生电火花，这是为什么？图3[知识梳理] 自感电动势及自感系数：(1)自感电动势：E ＝L ΔI Δt，其中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．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)线圈中电流变化越快，自感系数越大．( )(2)线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大．( )(3)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大．( )(4)线圈自感系数由线圈本身性质及有无铁芯决定．( )精准突破4：互感现象的理解与应用1．两个相互靠近的线圈，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．2．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、收音机的磁性天线． 例1 (多选)如图4所示，是一种延时装置的原理图，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通；当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放．则 ( )图4A ．由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用B ．由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用C ．如果断开B 线圈的开关S 2，无延时作用D ．如果断开B 线圈的开关S 2，延时将变化精准突破5：自感现象的分析例2如图5所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则()图5A．闭合开关S时，L A、L B同时达到最亮，且L B更亮一些B．闭合开关S时，L A、L B均慢慢亮起来，且L A更亮一些C．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭D．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭针对训练(多选) 如图6所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，L A是一灯泡，下列说法正确的是()图6A．开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡B．开关S闭合后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流自感线圈对电流的变化有阻碍作用，具体表现为：(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路．(2)断电时，自感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变(必须有闭合回路)．(3)电流稳定时自感线圈相当于导体，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线．精准突破6：自感现象的图象问题例3如图7所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是()图7选择题(1～8题为单选题，9～13题为多选题)1．在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中电流的影响尽量小．如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()2. 如图1所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝E2R，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是()图1A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I03. 如图2所示，绕在铁芯上的线圈M与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路，在铁芯的右端，线圈P与电流表连成闭合电路．下列说法正确的是()图2A．开关S闭合后，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥B．开关S闭合后，使滑片向左匀速移动，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥C．开关S闭合后，使滑片向右匀速移动，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥D．开关S闭合瞬间，线圈P中有感应电流，M、P相互吸引4. 如图3所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R 相同．在开关S接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是()图3A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭D．接通时A2先达最亮，断开时A2先灭5. 在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图4所示，其道理是()图4A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势相互抵消B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消D．当电路中的电流变化时，电流的变化量相互抵消6. 如图5所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈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U AB随时间t变化的图象中，正确的是()图57．如图6所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应()图6A．先断开开关S1 B．先断开开关S2C．先拆去电流表D．先拆去电阻R8．如图7甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是()图7A．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9．下列说法正确的是()A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反10. 无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了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，原理示意图如图8所示．下列说法正确的是()图8A．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11. 如图9所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()图9A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭12. 如图10所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()图1013．如图11所示，E为电池，L是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中正确的是()图11A．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等B．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等C．闭合S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开的瞬间，D2立即熄灭【查漏补缺】1．(多选)在如图1所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光．则下列说法中正确的是()图1A．当断开S时，灯A立即熄灭B．当断开S时，灯A可能突然闪亮然后熄灭C．用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭D．用阻值与线圈L相同电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮然后熄灭【拓展延伸】1．如图2所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是()图2A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反【思维导图】【知识总结】1．自感现象的原理当通过导体线圈中的电流变化时，其产生的磁场也随之发生变化．由法拉第电磁感应定律可知，导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势．2．自感现象的特点(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化，但不能阻止．(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关．电流变化越快，自感电动势越大．(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会给其他电路元件的电流产生影响．①电流增大时，产生反电动势，阻碍电流增大，此时线圈相当于一个阻值很大的电阻；②电流减小时，产生与原电流同向的电动势，阻碍电流减小，此时线圈相当于电源．3．通电自感与断电自感自感现象中主要有两种情况：即通电自感与断电自感．在分析过程中，要注意：(1)通过自感线圈的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大；断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．1．如图499所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同，A1、A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是()图499A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数C．断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数2．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图4-9-18所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()图4918A．电源内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈自感系数较大3．如图4912是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到()图4912A．灯泡立即熄灭B．灯泡逐渐熄灭C．灯泡有明显的闪亮现象D．只有在R L≫R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象4．关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是()A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大1.在图4910中，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上，则()图4910A．当合上开关S的一瞬间，线圈P里没有感应电流B．当合上开关S的一瞬间，线圈P里有感应电流C．当断开开关S的一瞬间，线圈P里没有感应电流D．当断开开关S的一瞬间，线圈P里有感应电流2. 如图4913所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)．A是一灯泡，下列说法正确的是()图4913A．开关S接通瞬间，无电流通过灯泡B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D．开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b 到a的电流3．在如图4914所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是零．在接通开关S时，则()图4914A．在电路甲中，A将渐渐变亮B．在电路甲中，A将先变亮，后渐渐变暗C．在电路乙中，A将渐渐变亮D．在电路乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭4.在如图4919所示的电路中，开关S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1＞i2.在t1时刻将S断开，那么流过灯泡A的电流随时间变化的图象是图中的哪一个()图4919。
