自感现象及其应用
自感现象及应用
继电器
继电器是一种利用小电流控制大电流的开关器件，广泛应用于电力系统、自动化控 制和通信等领域。
在继电器中，自感元件用于储存能量，当电流超过一定值时，自感产生的感应电动 势会阻止电流继续增加，从而保护电路。
研究磁场与电流的关系
80%
研究目的
探究磁场与电流之间的关系，了 解自感现象与互感现象的产生机 理。
100%
实验器材
自感线圈、电源、开关、电流表 、导线、磁场测量仪等。
80%
实验步骤
将自感线圈置于磁场中，通过电 源向线圈中通入不同频率的交流 电，观察磁场与电流的变化关系 ，记录实验数据并进行分析。
电磁感应实验
自感现象及应用
目
CONTENCT
录
• 自感现象概述 • 自感现象在电路中的应用 • 自感现象在磁学中的应用 • 自感现象在物理实验中的应用 • 自感现象在其他领域的应用
01
自感现象概述
自感现象的定义
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，会在其自身产生一个感应电动 势，阻碍电流的变化，这种现象称为自感现象。
磁力矩器具有响应速度快、控制精度高、可靠性好等优点， 能够实现精确的位置和姿态控制。
04
自感现象在物理实验中的应用
测量自感系数
测量原理
通过测量电路中自感线圈在通断电瞬间产生的感应 电动势，可以计算出自感系数。
实验器材
自感线圈、电源、开关、电压表、电流表、导线等 。
实验步骤
将自感线圈接入电路，分别测量通断电瞬间感应电 动势，根据公式计算出自感系数。
要点二
磁感应成像（Magnetic Induction Im…
自感现象的原理及应用
自感现象的原理及应用1. 引言自感现象是一种物理现象，指的是当电流经过一条导线时，产生的磁场会对导线本身产生感应电动势的现象。
这种自感作用在电路设计和应用中具有重要的作用。
本文将介绍自感现象的基本原理、计算方法以及在电路设计和应用中的应用。
2. 自感现象的原理自感现象基于法拉第电磁感应定律，即改变磁通量线的大小和方向会在导线上产生感应电动势。
自感现象的原理可以用以下公式表示：$$ V = -L \\frac{di}{dt} $$其中，V表示电压，L表示自感系数，di/dt表示电流的变化率。
3. 自感系数的计算自感系数是用来衡量导线对其本身产生的磁场的感应程度。
具体计算方法如下：•直线导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot \\pi \\cdot d}{ln(\\frac{8d}{r})} $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，d表示导线的长度，r表示导线的半径。
•环形导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot R}{2} \\cdot \\left[ln\\left(\\frac{8R}{r}\\right)-1\\right] $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，R表示环形导线的半径，r表示导线的半径。
4. 自感现象在电路设计中的应用自感现象在电路设计中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景。
•电感器：电感器是利用自感现象制造的一种电子元件，常用于滤波器、功率供给器、谐振器等电路中。
它们基于自感现象的特性，可以实现对特定频率的信号进行滤波和放大的功能。
•电感耦合：在一些电路中，可以利用自感现象实现电感耦合，将两个或多个电路以电感器作为耦合元件连接起来。
这种电感耦合可以实现信号的传输和干扰的隔离。
•变压器：变压器是基于自感现象的原理构造的，它利用电磁感应现象和自感现象将交流电压从一路传送到另一路。
电磁感应中的自感与互感
电磁感应中的自感与互感自感（自感应）和互感（互感应）是电磁感应中的两个重要概念。
它们描述了电流变化所产生的磁场对电路中其他线圈或电流的影响。
本文将详细介绍自感和互感的定义、原理及应用。
一、自感（自感应）自感是指电流通过线圈时，在线圈内部产生的磁场引起的感应电动势。
当电流通过一个线圈时，线圈内部的磁场变化，产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与电流的变化率成正比。
自感系数L用来描述线圈的自感大小，单位为亨利（H）。
自感现象在电路中具有重要的作用。
首先，自感限制了电流的变化速度。
当电路开关打开或关闭时，线圈内的自感会阻碍电流变化，导致电流的“冲击”效应。
这也是为什么要在开关电路中使用电感等元件的原因之一。
其次，自感也影响电路中的交流信号。
交流信号在线圈中产生交变的磁场，从而引起感应电动势。
自感使得线圈对不同频率的交流信号具有不同的阻抗。
在高频电路中，自感对电路的阻抗有显著影响。
二、互感（互感应）互感是指当两个或更多的线圈靠近时，其中一个线圈中的变化电流在其他线圈中引起感应电动势。
互感现象的存在基于电磁感应定律，即磁场的变化会导致感应电动势的产生。
互感是电磁感应的重要应用之一。
它在变压器中起着关键作用，实现了电压和电流的变换。
变压器由两个或更多线圈组成，当其中一个线圈中的交流电流变化时，产生的磁场被其他线圈感应，从而在这些线圈中引起电压的变化。
此外，互感还广泛应用于电子领域中的滤波器、耦合电容器等元件中。
通过合理设计线圈之间的互感关系，可以实现信号的转换、过滤和传递等功能。
总结：电磁感应中的自感和互感是描述线圈中磁场变化对电路的影响的重要概念。
自感影响电路中电流的变化速度和交流信号的阻抗，而互感实现了电压和电流的转换。
它们在电路设计和电子技术中有着广泛的应用，对于实现各种功能和优化电路性能起着关键作用。
注：本文内容仅供参考，如需详细了解电磁感应中的自感和互感，请参考相关教材或专业资料。
1.6 自感现象及其应用
1.6 自感现象及其应用适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域粤教版课时时长（分钟）60知识点自感现象；自感电动势；自感系数；日光灯 .教学目标1．知道什么是自感现象及自感电动势，会分析和解释自感现象．2．知道自感电动势的大小和自感系数有关，并知道影响自感系数的因素．3．知道日光灯的组成，能用自感的知识分析日光灯的启动及工作原理．教学重点影响自感系数的因素．教学难点用自感的知识分析日光灯的启动及工作原理．教学过程一、复习预习1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2．引起回路磁通量变化的原因有哪些？3．自感：由于线圈本身的_____________________而产生的电磁感应现象．答案：1．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生. 2．磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等．3．电流发生变化二、知识讲解课程引入：首先请思考以下两个问题：（1）在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的知识。
考点/易错点1自感现象1、自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2、自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．3、自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．4、实验与探究电路现象自感应电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡L1逐渐变亮. 阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡L′逐渐变暗. 阻碍电流的减小考点/易错点2自感系数1、物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．2、影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．3、单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH .考点/易错点3日光灯1、主要组成：灯管、镇流器和启动器．2、灯管(1)工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的颜色由荧光粉的种类决定．(2)气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多．3、镇流器的作用日光灯启动时：提供瞬时高压；日光灯启动后：降压限流．4、启动器(1)启动器的作用：自动开关．(2)启动器内电容器的作用：减小动、静触片断开时产生的火花，避免烧坏触点．考点/易错点4自感现象的理解1、对自感电动势的进一步理解(1)自感电动势产生的原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈中产生感应电动势．(2)自感电动势的作用阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用．(3)自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同．2、自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)．(2)判断自感电动势方向．电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势方向与原电流方向相同．(3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大．电流减小时(如断电)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小．特别提醒自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长．考点/易错点5自感现象中灯泡亮度变化在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗．要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况.与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小，达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电路中稳态电流为I1、I2①若I2≤I1，逐渐变暗②若I2>I1，电流方向不变灯泡先亮一下再变暗，两种情况电流的方向都变化特别提醒线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用是不同的．对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的，它决定了要达到稳定值所需的时间；对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的，决定了电流所能达到的稳定值．考点/易错点6日光灯的工作原理1、构造日光灯的电路如图所示，由日光灯管、镇流器、开关等组成．2、日光灯的启动当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开，通过镇流器的电流迅速减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬间高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始导电，于是日光灯管就成了通路开始导电发光．3、日光灯正常工作时镇流器的作用由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化，当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向，当交流电减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器起降压、限流的作用．三、例题精析【例题1】【题干】关于自感现象，正确的说法是( )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【答案】D【解析】当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向，当电流减小时与原来的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关．故选项C错误；结合选项B的错误原因可知，选项D正确．点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．【例题2】【题干】如图所示电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )A．当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮B．当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮C．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭D．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变【答案】C【解析】当开关S闭合时，电路中电流增加，由于线圈的自感作用，其中产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；之后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，因B灯所加电压增加而变得更亮．点评开关闭合时，线圈自感电动势与电源电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．【例题3】【题干】(双选)在如图所示的电路中，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( )A．当断开S时，灯A立即熄灭B．当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭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相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭【答案】BC【解析】在S断开的瞬间，L与A构成闭合回路，灯A不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据P＝I2R可知，灯A能否闪亮，取决于S断开的瞬间，流过A的电流是否更大一些．在断开S的瞬间，灯A中原来的电流I A立即消失．但灯A和线圈L组成一闭合回路，由于线圈L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果I L>I A，则灯A熄灭之前要闪亮一下；如果I L≤I A，则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于I L和I A的大小关系，由R A和R L的大小关系决定：若R A>R L，则I A<I L，灯将闪亮一下；若R A≤R L，则I A≥I L，灯将逐渐熄灭．点评开关断开时，原电源不提供电流，若线圈形成回路，则自感电动势会通过回路形成电流，因此断电时线圈起到瞬间电源的作用．【例题4】【题干】(双选)在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是( ) A．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压、点燃后起降压限流作用B．日光灯点燃后，镇流器、启动器都不能起作用C．日光灯点燃后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D．日光灯点燃后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低电能的消耗【答案】AC【解析】镇流器在日光灯点燃时产生一个瞬时高压，点燃后起到降压限流作用，故A对；点燃后，镇流器仍有用，降压限流，而启动器就不起作用了，可以将启动器去掉，故B不对，C对；日光灯灯管电阻很小，电流不能太大，灯管发光后，由于通入了交流电，使线圈产生了自感作用，阻碍了电流的变化，镇流器起降压限流的作用，若使镇流器短路日光灯就不能正常工作了，故D不对．点评日光灯管在点燃和正常发光时的工作状态：日光灯管在点燃时需要500 V～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管点燃后，它的电阻变得很小，只允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用．【例题5】【题干】(双选)在图甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【答案】AD【解析】甲图中，灯泡A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，灯泡A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此，灯泡渐渐变暗．乙图中，灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，电感线圈相当于一个电源给灯A 供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过A的电流是从IL开始逐渐变小的，所以灯泡要先亮一下，然后渐渐变暗，故选项A、D正确．方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．【例题6】【题干】如图所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A，流过灯泡的电流是1 A，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( )【答案】D【解析】开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小为零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对．方法总结解图象问题时，先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系；其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素来确定图象．四、课程小结1、自感现象●自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．●自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．●自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．2、自感系数●物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．●影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH . 1H=103 mH 1H=106μH3、日光灯●日光灯主要由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成．●灯管中气体在导电时主要发出紫外线，荧光粉受到紫外线的照射发出可见光．●启动器的作用为自动开关．●镇流器在启动器动静触片断开后，提供瞬时高压点燃灯管，之后起到降压限流的作用．。
电磁感应中的自感和互感的现象与应用
变压器：利用自感和互感现 象改变电压
电磁炉：利用互感现象产生高 频磁场，使锅体产生涡流而发 热
感应电动机：利用互感现象产 生旋转磁场，使电动机运转
电磁铁：利用自感现象产生磁 场，用于电磁继电器、接触器
等
继电器：利用自感现象控制电流的通断 变压器：通过自感现象实现电压的变换 电磁炉：利用自感现象产生涡流加热食物 线圈电感：作为储能元件，实现能量的储存和释放
XX,a click to unlimited possibilities
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法拉第电磁感应定律：当一个导体回路在磁场中作切割磁力线运动时，会在导体回路中产生 感应电动势。
楞次定律：感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原磁场的变化。
自感现象：当一个导体线圈中的电流发生变化时，它会产生自己的磁场，这个磁场又会反过 来影响线圈中的电流。
电磁炉：利用 自感现象产生 涡流加热食物
变压器：通过 自感现象实现
电压变换
交流电机：自 感现象是电机 正常工作的基
础之一
无线充电：利 用自感现象实 现电能的无线
传输
变压器的工作原 理：互感现象的 应用
变压器的作用： 电压变换、电流 变换和阻抗变换
变压器的种类：电 力变压器、音频变 压器、中周变压器 等
无线充电：利 用互感现象实 现无线充电，
方便快捷。
电力传输：通 过互感现象提 高电力传输的 效率，降低能
源损失。
传感器：互感 现象在传感器 技术中广泛应 用，如磁场传 感器、电流传
感器等。
磁悬浮技术： 互感现象在磁 悬浮技术中起 到关键作用， 实现无接触悬
自感现象的应用
第三阶段：
灯管发光后，由于它使用的电源是电流大小和方 向都在不断变化的交变电流，这样的电流通过镇流器时 会在线圈两端产生自感电动势,阻碍交变电流的变化,此 时镇流器起降压限流的作用。
对于氖泡，两端电压降低，启辉器保持断开状态而 不起作用。
电流由管内气体导电而形成回路，灯管进入工作状 态。
1.灯管内水银蒸汽导电，发出紫外线，使管壁上荧光粉 发出白光，要激发水银蒸汽导电需要很高的电压，日光 灯正常工作时又需要比220V低很多的电压．
自感现象的应用
复习引入
1.什么是自感现象？ 2.自感电动势方向有什么特
点
从两次实验中可看出，当线圈自身的电 流发生变化时，线圈本身就产生出感应电动 势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。
这种由于线圈本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
自感现象在各种电气设备和无线 电技术中有广泛的应用，日光灯电路 就是利用线圈自感现象的一个例子。
（3）在小锤式断续器中，当 电路开断时，小锤与螺丝钉 之间出现火花，这火花使电 流持续一段时间。因此，开 断时间也就延长了。为了减 小火花，缩短开断时间，在 线路中加装一个电容器C， 将它的一个极与小锤连接， 另一个极接到螺丝钉的支柱 上。电路开断的瞬间产生的 感应电流集中到电容器里。 电容器两极板带电，减小了 裂口处的火花，电路开断就 会进行得很快。由于电磁感 应，感应圈初级线圈断续地 通过直流电流时，次级线圈 就感应出几千伏乃至上万伏 的交变高电压。
2.为满足这些要求设置了镇流器和启辉器，启辉器的作 用是开关闭合后把连接灯管两端灯丝的电路接通，电路 接通后又使电路自动断开．(启辉器起自动开关的作用)
3.镇流器在起动器把电路突然中断的瞬间，由于自感现 象而产生一个瞬时高压加在灯管上，满足激发水银蒸汽 导电需要高压的要求，使日光灯管成为通路开始发 光．(镇流器起产生瞬间高压的作用)
1.6自感现象及其应用
❖ 问题提出：在电磁感应现象中，有一种叫做自感现象的特殊 情形，这又是一种什么样的电磁感应现象呢？
实验探究一、
L
L1
观察：闭合开关S瞬间，会有什么
2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是 （ D ） A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大 D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自 感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ C ） A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮 C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭 D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭
一、自感现象
课堂小结
自感现象：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。
特点：自感电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化的。
二、自感系数
1、理论分析表明：
ε=L△I/△t。
L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。
2、单位：亨利 ，符号H，毫亨（mH）、微亨（μH）
A
实验探究二、
观察：S断开时，会有什么现象呢？
L
S 断开时，A 灯突然闪亮一下
S
才熄灭。
思考：如何解释这种现象？
在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁 通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时 电源已经断开，但线圈 L 和灯泡 A 组成了闭合电路，在这个电 路中有感应电流通过，因为感应电流大于原电流，所以灯泡不 会立即熄灭，而是闪了一下再熄灭。
什么是电磁感应的自感现象如何应用它解决问题
什么是电磁感应的自感现象如何应用它解决问题电磁感应是指当导线中的磁通量变化时，在导线中会产生感应电动势的现象。
而电磁感应的自感现象则是指当电流在导线中发生变化时，导线本身产生的感应电动势。
这种自感现象常常被应用于解决各种问题中。
本文将讨论电磁感应的自感现象及其应用。
自感现象是基于法拉第的感应定律发展起来的。
根据感应定律，当一个导体中的磁场变化时，导体中会出现感应电动势。
自感现象是指当电流变化时，导线中的磁场也会发生变化，从而产生感应电动势。
这种感应电动势的产生与导线本身的特性有关，包括导线的长度、截面积和材料等。
自感现象广泛应用于电路中，特别是交流电路中的电感元件。
电感元件是利用自感现象来储存和释放电能的设备。
通过改变电流的大小和方向，电感元件可以向电路提供稳定的电流。
在交流电路中，它还能起到滤波和隔离的作用。
除了在电路中应用外，自感现象也被广泛地应用于电机和变压器等电磁设备中。
在电机中，自感现象使得电流在绕组中形成磁场，从而产生转矩，驱动电机运转。
而在变压器中，自感现象则被用来改变电流的值和方向，实现电能的传输和变换。
此外，自感现象还可以用于测量和检测。
通过利用自感现象，可以设计出各种感应线圈和传感器来测量和检测物理量。
例如，利用自感现象可以制作出电感传感器，用来检测和测量接近物体的距离、金属探测、速度测量等。
自感现象也被应用于无线充电技术中，使得设备可以实现无线充电。
自感现象还在通信技术中起到重要的作用。
利用自感现象，可以设计出各种天线和信号处理设备，用来接收和发送电磁信号。
例如，无线电中的天线就利用了自感现象来接收无线电波，将其转化为电信号。
而在移动通信中，自感现象被用来设计出天线和无线电频率传输设备，实现无线通信。
总之，电磁感应的自感现象是一种重要的物理现象，广泛应用于各个领域。
通过自感现象，我们可以解决许多实际问题，如调节电流、储存电能、测量和检测物理量，以及实现无线通信等。
电磁感应的自感现象是电磁学的基础，掌握和应用它对于推动科技发展具有重要意义。
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§1.7 自感现象及其应用【教材分析】自感现象是一种特殊的电磁感应现象，教材通过实验探究，使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律，导体本身的电流变化，引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化。
然后教材通过讨论与交流，利用类比，电磁感应产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比，那么自感电动势于什么有关？能启迪学生思考，然后通过实验探究，要让学生自己动手，并把实验现象观察结果填写在表格中，从而引出自感系数。
日光灯是常用的设备，课本先介绍了日光灯的结构和发光特点，然后通过“观察与思考”栏目，让学生搞清楚日光灯的工作原理，并总结镇流器所起的作用。
并在书末简单提出了电子镇流器及新型灯具，引导学生进一步收集资料、自行探究。
【教学目标】1.知识与技能（1）知道什么是自感现象和自感电动势。
（2）知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量。
（3）知道影响自感系数的因素。
（4）知道日光灯的基本原理和结构。
2.过程与方法（1）观察自感现象，认识实验在物理学研究中的作用。
（2）通过自感电动势大小的探究，加深对控制变量法的认识。
（3）经过日光灯工作原理的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。
3.情感态度与价值观（1）通过自感现象与决定自感电动势大小的因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度。
（2）了解自感现象的实际应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。
【教学重、难点】1. 教学重点：由现象入手，分析产生现象的原因，找出基本规律，将所学的知识、规律应用到实际问题中。
2. 教学难点：分析自感现象产生的原因及日光灯原理。
【教具】启动器、镇流器、自感现象演示仪【教学过程】一、引入新课1.引入（1）发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么？怎样得到这种条件？（2）如果通过线圈本身的电流有变化，使它里面的磁通量改变，能不能产生电动势？▲学生猜想二、新课教学2.演示实验：（1）用图1电路作演示实验．L 1和L2是规格相同的两个灯泡.合上开关，调节R1，使L1和L2亮度相同，再调节R2，使L1和L2正常发光逐渐变亮，然后打开.再合上开关的瞬间，问同学们看到了什么?（实验要反复几次）●实验现象：L1逐渐变亮，且最后亮度与L2相同。
●原因：当通过螺线管的电流增加时，螺线管中的磁通量也增加，产生感应电动势，阻碍原电流的增加，从而是灯泡逐渐变亮。
（2）用图2电路作演示实验．合上开关S，调节使正常发光.打开S的瞬间，问同学们看到了什么？(实验要反复几次)L1L L2R1L●实验现象：灯泡A逐渐变暗，最后熄灭。
●原因：当通过螺线管的电流减少时，螺线管中的磁通量也减少，产生感应电动势，阻碍原电流的减少，从而是灯泡逐渐变暗。
★启发讲解：当通过螺线管中电流变化时，螺线管中的磁通量也发生变化，从而可以产生感应电动势和感应电流，这也是一种电磁感应现象，但这种电磁感应现象与我们前面学过的电磁感应现象有所不同，这种电磁感应现象的产生是由于通过线圈自身的电流变化引起磁通量的变化．这种现象就称为自感现象．3.自感现象●自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化产生电磁感应现象。
●自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。
11111111111111自感电动势的方向总是阻碍原来电流的变化。
●原因：线圈自身的电流变化，引起磁通量发生变化。
★小结讲解阻碍的含义：当通过螺线管中原来的电流I增大时，螺线管中产生的自感电动势阻碍I 变大；当通过螺线管中原来的电流I减小时，螺线管中产生的自感电动阻碍I减小. ★实例分析图1中，合上开关K，L中电流从零开始增大，方向从左到右，L中产生的自感电动势阻碍电流增大，其方向与原电流方向相反（从右到左），因而灯泡逐渐变亮。
图2中，断开开关K，L中原来从左到右的电流减小，L中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电流与原电流方向相同（从左到右），而灯泡中的电流方向从右到左。
★问题自感电动势的大小与哪些因素有关？【引导回答】自感电动势与感应电动势一样，跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系，线圈的磁场是由电流产生的，所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系。
那么是否还存在其他因素影响自感电动势的大小？4.自感系数（1）用图2电路作演示实验．★实验过程★实验结论自感电动势的大小与线圈本身的特性有关。
（2）自感系数●自感系数：描述通电线圈自身特性的物理量，简称自感或电感。
●决定自感系数的因素：线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯．线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.●单位：亨利，简称亨（H）——如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏，这个线圈的自感系数就是1亨．5.日光灯（1）日光灯结构L图 2●灯管日光灯管两端各有一灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有荧光粉，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使荧光粉发出柔和的可见光。
●启动器启动器在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成，放电管中一个电极用双金属片组成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时，引起电感镇流器电流突变并产生高压脉冲加到灯管两端。
电容的作用为消除对电源的电磁的干扰并与镇流器形成振荡回路，增加启动脉冲电压幅度。
●镇流器电感镇流器是一个铁芯电感线圈，电感的性质是当线圈中的电流发生变化时，则在线圈中将引起磁通的变化，从而产生感应电动势。
日光灯正常发光后镇流器起降压限流的作用。
（2）工作原理●预热当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启动器的两极。
220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电。
辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。
电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。
灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。
● 启 动由于启动器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。
在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。
灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。
在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。
氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。
在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。
（3）新型日光灯三、小 结● 自感现象产生的原因--由于通过导体本身电流的变化；自感电动势的作用--阻碍导体中原来电流的变化。
●自感系数的决定因素和单位。
●日光灯的结构和工作原理。
四、课堂练习1、在如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小．接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．（A、D）（A）在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗．（B）在电路（a）中，一断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗．（C）在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗．（D）在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗．2、在如图所示的电路中，S1和S2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等．在电键S接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是（A）（A）接通时，S1先达到最亮，断开时，S1后暗（B）接通时，S2先达到最亮，断开时，S2后暗（C）接通时，S1先达到最亮，断开时，S1先暗（D）接通时，S2先达到最亮，断开时，S2先暗分析与解答：从等效的观点看，在S接通时，相当于L表现为很大的电阻，故S1先达到最亮．选项A正确．3、如图所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时电键S断开．此时电路中电流强度为I0，现将电键S闭合、线圈L 中有自感电动势产生，下列说法中正确的是（D）（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，电路中电流最终总小于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到2 I04、右图中a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”，闭合电键调节R，能使a、b都正常发光．断开电键后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后那只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？分析：闭合瞬间， a将慢慢亮起来，b立即变亮．稳定后两灯都正常发光，a的功率大，较亮．这时L的作用相当于一只普通的电阻（就是该线圈的内阻）；断开瞬间，通过a的电流将逐渐减小，a渐渐变暗到熄灭，而ab R L组成同一个闭合回路，所以b灯也将逐渐变暗到熄灭，而且开始还会闪亮一下，这时L相当于一个电源．五、作业★写出自感现象和自感电动势的定义。
★写出影响自感系数的因素。
★课本P29-4.5。