高中物理 第四章 电磁感应 4.6 互感和自感学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP免费

6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，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．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，这种现象叫互感．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＝L，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．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．[即学即用]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________亮，B灯________亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．(填“立即”或“慢慢”)图1答案慢慢立即慢慢慢慢一、通电自感现象[导学探究]如图2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，观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同？根据楞次定律分析现象产生的原因．图2答案现象：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，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，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．[知识深化]通电自感现象中，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，但不能阻止电流的变化．例1(多选)在如图3所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻的阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是0，在接通开关S时，则()图3A．在电路甲中，A将渐渐变亮B．在电路甲中，A将先变亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，A将渐渐变亮D．在电路乙中，A将先由亮渐渐变暗，然后熄灭答案AD解析在电路甲中，当接通开关S时，通过与灯泡相连的自感线圈的电流突然增大，由于线圈的自感现象，开始时，自感线圈产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入灯泡的电流很小；后来由于电流的不断流入，通过自感线圈的电流变化逐渐变慢，所以自感线圈的阻碍作用逐渐减小；当流过线圈的电流最大时，自感线圈不再有阻碍作用，所以通过灯泡的电流只能慢慢增大，故选项A正确．在电路乙中，当接通开关S时，通过自感线圈的电流突然增大，由于线圈的自感现象，开始时，自感线圈就产生一个很大的自感电动势来阻碍电流的流入，流入线圈的电流很小(可认为是0)，电路中的电流可以认为都是从灯泡通过的，以后自感线圈的阻碍作用逐渐减小，通过自感线圈的电流逐渐增大，而通过灯泡的电流逐渐减小，直到流过线圈的电流最大时，自感线圈不再有阻碍作用，又因为自感线圈L的电阻值可认为是0，所以灯泡被短路，故选项D正确．分析通电自感需抓住三点1．通电瞬间自感线圈处相当于断路；2．电流增大过程中自感线圈对电流有阻碍作用，使线圈中的电流从0逐渐增大到稳定值；3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为0，相当于导线)．二、断电自感现象[导学...