2018-2019学年高中物理人教版选修3-2课件：第四章 第6节 互感和自感

灯泡自身的电阻，断电后，流过灯泡的电流取决于线圈中的 电流，设线圈中电流断电前为 I2，断电后逐渐减小，则灯泡 中电流也由 I2 逐渐减小。所以，若 I2≤I1，灯泡中电流由 I2 逐渐减小，灯泡逐渐变暗；若 I2>I1，灯泡中电流先增大后减 小，灯泡闪亮后逐渐熄灭。
(3)断电自感现象中，在断开开关后，灯泡仍然亮一会，是 否违背能量守恒定律？
提示： 不违背。 断电时， 储存在线圈内的磁场能转化为电能， 用以维持回路保持一定时间的电流，直到电流为零时，磁场 能全部转化为电能并通过灯泡(或电阻)转化为内能，可见自 感现象遵循能量守恒定律。
对通电自感的理解
如图 461 所示的电路，两灯泡规格相同， 接通开关后调节电阻 R，使两个灯泡亮度相同， 然后断开电路，再次接通的瞬间：
[解析]
S 接通的瞬间， 线圈 L 支路中电流从无到有发生
变化，因此，线圈 L 中产生的自感电动势阻碍电流增加。由 于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就较强，所 以 S 接通的瞬间线圈 L 中的电流非常小，即干路中的电流几 乎全部流过 L1、L2，所以 L1、L2 会同时亮。 又由于线圈 L 中电流很快稳定，感应电动势很快消失，L 的阻值可忽略，对 L1 起到“短路”作用，因此，L1 熄灭。这 时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，L2 会 比以前更亮。
最后 L1 熄灭 B．S 闭合瞬间，L1 不亮，L2 立即亮 C．S 闭合瞬间，L1、L2 都不立即亮 D．稳定后再断开 S 的瞬间，L2 熄灭，L1 比 L2(原先亮度)更亮
[思路点拨]
解答本题应把握以下两点：
(1)闭合 S 瞬间，线圈 L 由于自感，对电流有阻碍作用， 等稳定后，由于线圈 L 的电阻可忽略，所以相当于短路。 (2)断开 S 的瞬间，线圈 L 由于自感，且线圈 L 与灯泡 L1 组成了回路，所以电流不会立即消失。
[答案]
A
(1)当流过线圈的电流从零开始增大， 也可理解为线圈 的电阻由无穷大逐渐减小到零。 (2)当流过线圈中的电流稳定后， 线圈相当于导线； 如 果线圈对电流有阻碍作用，则相当于纯电阻。
1.如图 463 所示，线圈 L 的电阻和电源内阻都很小，可忽略不 计，电路中两个电阻的阻值均为 R，开始时开关 S 断开，此时 电路中电流为 I0。现将开关 S 闭合，线圈 L 中有自感电动势 产生，下列说法中正确的是 ( )
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．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
接通开关瞬间， 阻碍电流的 灯泡A1逐渐地亮 增加 ______ 起来 断开开关瞬间， 阻碍电流的 灯泡A逐渐变暗， 减小 ______ 直至熄灭
断电 自感
4．自感电动势的大小 ΔI E＝ L ， 其中 L 是自感系数， 简称自感 或 电感 ， Δt 单位：亨利 ，符号为 H。 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
2．合作探究——议一议 (1)如何理解互感现象？
提示：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)断电自感现象中，为什么有的灯泡逐渐熄灭，有的灯泡 闪亮后再逐渐熄灭？ 提示：断电前，流过灯泡的电流 I1 取决于灯泡两端的电压和
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。 2．一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。 ΔI 3．自感电动势的大小为 E＝L ，其中 L 为 Δt 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。
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。
磁场 中的能量释放出来转 (2)线圈中电流减小时：
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。 用。 (3)只有闭合的回路才能产生互感。 (×) (√) (×) (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
(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。(× ) (5)线圈自感电动势的大小与自感系数 L 有关，反过来，L 与自感 电动势也有关。 (6)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。 (×) (√)
图 463
A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最 终由 I0 减小到零 B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最 终小于 I0 C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将 保持 I0 不变 D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流 最终还要增大 由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大
现象 A2先亮
原因 由于A2支路为纯电阻，不产生自感现象
[典例]
如图 462 所示，灯 L1、
L2 完全相同，带铁芯的线圈 L 的电阻可 忽略，则 ( )
图 462 A．S 闭合的瞬间，L1、L2 同时发光，接着 L1 变暗，L2 更亮，