高中物理直导线段的自感
高中物理第二章电磁感应4互感和自感课件新人教版选择性
3．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，R 的阻值和 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
()
A．A 比 B 先ຫໍສະໝຸດ ，然后 A 熄灭 B．B 比 A 先亮，然后 A 逐渐变亮 C．A、B 一起亮，然后 A 熄灭 D．A、B 一起亮，然后 B 熄灭 解析：闭合开关的一瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，B 灯先亮，A 中 电流逐渐增大，A 灯逐渐变亮，B 正确。 答案：B
[要点归纳] 1．通电瞬间自感线圈处相当于断路。 2．接通瞬间，电路中的电流要增大，线圈产生自感电动势的方向与原电流 的方向相反，阻碍电流的增大，使电流逐渐增大到稳定状态。 3．稳定时自感线圈相当于电阻(若线圈无电阻，则相当于导线)。
[例题 1] 如图所示，灯 L1、L2 完全相同，带铁芯的线
圈 L 的电阻可忽略，则
[初试小题]
1．判断正误。
(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)变压器是利用互感现象制成的。
(√ )
2．如图所示，在同一铁芯上绕着两个线圈 A、B， 单刀双掷开关原来接“1”，现在把它从“1”扳向 “2”，则在此过程中，电阻 R 中的电流方向是 () A．先由 P→Q ，再由 Q →P
B．I1 开始很小而后逐渐变大
C．I2 开始很小而后逐渐变大
D．I2 开始较大而后逐渐变小
解析：闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动 势阻碍电流的变化，所以开始 I2 很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2 开始逐渐变大。闭合开关 S 时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自 感作用减小，路端电压减小，所以 R1 两端的电压逐渐减小，电流逐渐减小。故 A、C 正确。 答案：AC
高中物理：自感现象和自感系数
高中物理：自感现象和自感系数【知识点的认识】一、自感1．概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．2．表达式：E＝L．3．自感系数L（1）相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．（2）单位：亨利（H，1mH＝10﹣3H，1μH＝10﹣6H）．4．自感电动势的方向：由楞次定律可知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化．当回路中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方向相反；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向相同．自感对电路中的电流变化有阻碍作用，使电流不能突变．【命题方向】题型一：自感现象的理解和应用在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（）A．合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮B．合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些C．断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭D．断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭分析：对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．解答：A、由于a、b为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮，由于两灯泡并联，L的电阻不能忽略，所以稳定后b比a更亮一些，故A错误，B正确；C、当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时熄灭，而且亮度相同，故CD均错误．故选：B．点评：线圈的自感系数越大，频率越高时，感抗越高．同时线圈有阻碍电流的变化，注意的是灯泡会更亮的原因是电流变大的缘故．【解题方法点拨】1．通电自感和断电自感的比较．通电自感断电自感电路图器材要求A 1、A 2同规格，R ＝R L ，L 较大（有铁芯）L 很大（有铁芯）现象在S 闭合瞬间，灯A 2立即亮起来，灯A 1逐渐变亮，最终一样亮在开关S 断开时，灯A 渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A 1的电流比流过灯A 2的电流增加得慢S 断开时，线圈L 产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A 中电流反向不会立即熄灭．若R L ＜R A ，原来的I L ＞I A ，则A 灯熄灭前要闪亮一下．若R L ≥R A ，原来的电流I L ≤I A ，则灯A 逐渐熄灭不再闪亮一下能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能2．解决自感问题的关键：（1）正确理解通电自感和断电自感现象中自感电动势对“原电流的变化”的阻碍作用，即延缓原电流的变化．（2）弄清电路的串、并联关系．（3）电感线圈在通电瞬间相当于一个阻值由很大逐渐变小的电阻，在断电瞬间相当于一个电源．在电流稳定时纯电感线圈相当于一根短路导线，非纯电感线圈相当于一定值电阻．。
新教材高中物理第二章电磁感应4互感和自感导学案新人教版选择性必修第二册
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。
物理教案-自感
物理教案－自感物理教案-自感一、教学目标通过本节课的学习，学生应该能够：1. 理解什么是自感；2. 认识自感的特点和应用；3. 学会计算自感的大小和方向。
二、教学重点1. 自感的概念和特点；2. 自感的计算方法；3. 自感的应用。
三、教学难点1. 自感和磁场的关系；2. 自感和电路的关系；3. 计算自感大小和方向的方法。
四、教学过程1. 自感的概念和特点自感是指一根导体中，当电流发生变化时，导体内部会发生电磁感应现象；同时，导体里的电场也会发生变化，导致电磁波的产生。
自感是磁通量的一种，单位是亨利（H）。
自感经常用在磁性材料和线圈中，实现电子设备的设计和制造。
2. 自感的计算方法自感的计算方法是根据法拉第电磁感应定律来计算的。
法拉第电磁感应定律指出，当导体内部发生磁通量的变化时，会产生感应电动势，导体内部的电场随之变化，从而产生电磁波。
计算自感的公式为：L = Φ / I其中，L是自感值，Φ是导体中穿过的磁通量，I是电流的大小。
3. 自感的应用自感的应用非常广泛。
在电子设备中，自感常被用来制造电感和变压器。
在通信设备中，自感被用来制作天线，以便接收和发射电磁波。
在电流测量中，自感被用来制作电流传感器，可以简单地通过电路测量电流大小。
五、教学总结本节课主要介绍了自感的概念、特点、计算方法和应用。
自感是磁通量的一种，被广泛应用于电子设备、通信设备、测量设备等领域。
学生们需要掌握自感的基本概念、计算方法和应用，进一步了解电子设备的设计和制造过程。
高中物理电磁感应知识点归纳
电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流.（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。
（2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。
物理模型上下移动导线AB，不产生感应电流左右移动导线AB，产生感应电流原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化不管是N级还是S级向下插入，都会产生感应电流，抽出也会产生，唯独磁铁停止在线圈力不会产生原因闭合电路磁场B发生变化开关闭合、开关断开、开关闭合，迅速滑动变阻器，只要线圈A中电流发生变化，线圈B就有感应电流二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：闭合电路．．．．．．．。
．．．．中磁通量发生变化2、产生感应电流的常见情况 .（1）线圈在磁场中转动。
（法拉第电动机）（2）闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。
（3）磁场强度B变化或有效面积S变化。
(比如有电流产生的磁场，电流大小变化或者开关断开)3、对“磁通量变化”需注意的两点.（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。
（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。
导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
（2）“阻碍”的含义.从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小。
从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。
（3）“阻碍”的作用.楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化成电能。
（4）“阻碍”的形式.1．阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。
2．阻碍相对运动，即“来拒去留”。
3. 使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。
高中物理互感和自感
自感的防止
自感系数很大
绕线电阻
小结
1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生 感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的 感应电动势，称为互感电动势。
2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应 现象，叫自感现象。
3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变 化。
2、应用与危害
反向截止 R L
发光二极管
I感与I原同向
I B感
感
I的变化 B的变化 Φ的变化 E感 阻碍 I的变化
二、自感现象
1.定义：由于线圈本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象，叫自感现象。由于自感而产 生的感应电动势叫做自感电动势。 2.分类
探究通电自感现象 I感与I原
B 方向相反
B’ A L
A. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 自感电动势互相抵消
B. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 感应电流互相抵消
C. 当电路中电流变化时，两股导线中产生的 磁通量互相抵消
D. 以上说法均不正确
2.如图所示电路中，A、B是两个相同的小灯泡。 L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计。调 节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（ ）
A.合上开关时，A、B两灯同时正常发光，断开 开关时，A、B两灯同时熄灭
B.合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C.断开开关时，A、B两灯都不会立即熄灭，通 过A、B两
I
（2）自感电动势大小： E L
t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关
学以致用
1.如图所示,LA和LB是两个相同的小灯泡,L是 一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相 同。由于存在自感现象,在电键S闭合和断开 时,灯LA和LB先后亮暗的顺序是（ ）
高中物理选择性必修二 第二章 第四节 互感和自感
(4)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大.
(√) (5)没有发生自感现象时，即使有磁场也不会储存能量.( × )
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_缓__慢__变亮， B灯_立__即__变亮.当S断开时，A灯_缓__慢__熄灭，B灯_缓__慢__熄灭.(均选填“立 即”或“缓慢”)
例1 (多选)手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图3所示，电磁感应
式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量
装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入
正弦式交变电流后，就会在邻近的受
电线圈中感应出电流，最终实现为手
机电池充电.在充电过程中
√A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
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，原理示意图如图所
示.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
A.只要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
1234
2.(自感系数)关于线圈的自感系数，下列说法正确的是 A.线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大 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
解析 线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无 电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、C错误，D正确； 自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故选 项A错误.
高中物理自感和互感专题讲解
一对一个性化辅导教案互感和自感、涡流要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，但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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释：（1）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）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。
【典型例题】类型一、互感现象产生的条件、两线圈，当开关S闭合和断开瞬间，b线圈中感应电流例1．如图所示，在同一平面内的a b的方向如何？【答案】S闭合瞬间，b线圈中产生顺时针方向的电流；S断开瞬间，b线圈中产生逆时针方向的电流【解析】本题考查楞次定律和互感现象的产生条件。
当开关S闭合的瞬间，a线圈中有电流I通过，由安培定则可知其将在。
线圈周围产生磁场，该磁场从b线圈内垂直纸面穿出，使b线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知b线圈中将产生感应电流，感应电流的磁场方向应与a线圈中电流产生的磁场方向相反即垂直纸面向里，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是顺时针方向。
当开关S断开的瞬间，电流I所产生的磁场穿过b线圈的磁通量减少，这时b线圈内将产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同即垂直纸面向外，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是逆时针的。
【变式】关于自感现象，正确的说法是（）A．感应电流不一定和原电流方向相反B．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大D．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也较大【答案】A例2（多选）.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动【答案】BC由左手定则可判断出MN 中电流的方向是由M 流至N ，此电流在1L 中产生的磁场的方向是向上的。
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直导线段的自感（摘自《电气工程师手册》第二版编辑委员会《电气工程师手册》，北京．机械工业出版社，２０００．３）
直导线段：当a 〉〉l 且取国际单位时自感)75.02(ln 2-=a
l l L O πμ，其中：a 表示导线半径，l 表示导线长度
两平行直导线段：两根相距为Ｄ、半径为a 、长为l 的导线之间的互感)12(ln 2-=D
l l M O πμ， 两线传输线：电感为)25.0(ln +=a
D l L O πμ 两输电线间的电容：两个半径为a 、相距为h 2（轴线距离）、长为l 的直导线，当a 〉〉h 时)2ln(a h l
c πε=
单根架空线的电容：半径为a 、轴心距地为h 、长为l 的直导线，当a 〉〉h 时)2ln(2a
h l c πε= 《中国电力百科全书》编委会《中国电力百科全书˙输电与配电卷》中国电力出版社，北京，２０００
从降低导线功率和电能损耗的条件出发，导线截面积越大越有利，从减小有色金属消耗量和降低建设投资出发，则越小越好．架空线路在线路正常运行时，对线路电容的影响很小．
电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。
在超高压输电线路中(500kV 及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar ／km 。
这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。
如实际上，电网在500kV 的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV 电网平衡。