电磁感应中的自感和互感
物理人教版(2019)选择性必修第二册2.4互感和自感(共23张ppt)
（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
四、磁场的能量
问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后， 灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？ 试从能量的角度加以讨论。
（1）导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流 方向相反； （2）导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流 方向相同.
增反减同
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E
tLeabharlann IE I t自感系数
E L I t
三、自感系数
1、自感系数L－简称自感或电感 2、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 （1）决定线圈自感系数的因素：
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，这时要设法减小电路间的互感。
线圈的双线绕法
当线圈L1中电流发生变化时，线圈L1中是否 也会发生电磁感应象？
二、自感现象
1、当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身 激发出感应电动势。这种现象称为自感。
2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
开
关
A L
断
开
E
。
现
S
象
？
观察两个灯泡的发光情况
A L
E
。
S
按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。 注意观察开关断开时灯泡的亮度。
现象:灯泡闪亮后熄灭
A L
A L
E
。
S
E
。
S
分析： 断电前根据电路中并联规律，若线圈L的电阻小于灯泡的电阻，则有IL＞IA， 断电后，线圈L由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流 过灯泡，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。
电磁感应中的自感与互感计算方法总结
电磁感应中的自感与互感计算方法总结自感与互感是电磁感应中重要的计算方法，其在电路设计、电磁波传播等领域具有重要的应用。
本文将总结自感与互感的计算方法，并探讨其在实际应用中的意义和应用。
一、自感的计算方法自感是指导线通电时产生的磁场对导线自身产生的感应电动势。
自感的计算方法主要有以下几种：1. 直线导线自感的计算方法对于直线导线，其自感可以通过安培环路定理来计算。
根据安培环路定理，可以得到直线导线自感的计算公式为：L = μ₀ * N² * A / l其中，L表示直线导线的自感，μ₀表示真空的磁导率，N表示直线导线的匝数，A表示导线的横截面积，l表示导线的长度。
2. 螺旋线圈自感的计算方法对于螺旋线圈，其自感的计算可以通过更加复杂的公式来求解。
螺旋线圈自感的计算公式为：L = μ₀ * N² * c其中，L表示螺旋线圈的自感，N表示螺旋线圈的匝数，c表示一个常数，与线圈的几何形状有关。
二、互感的计算方法互感是指导线圈之间由于电流变化而产生的磁场对彼此产生的感应电动势。
互感的计算方法主要有以下几种：1. 直线导线互感的计算方法对于直线导线之间的互感，其计算方法也可以通过安培环路定理得到。
直线导线互感的计算公式为：M = μ₀ * N₁ * N₂ * A / l其中，M表示直线导线之间的互感，N₁和N₂分别表示两根直线导线的匝数，A表示两根导线的横截面积，l表示导线之间的距离。
2. 螺旋线圈互感的计算方法对于螺旋线圈之间的互感，其计算方法比较复杂，可以通过更加细致的公式来求解。
螺旋线圈互感的计算公式为：M = μ₀ * N₁ * N₂ * d其中，M表示螺旋线圈之间的互感，N₁和N₂分别表示两个螺旋线圈的匝数，d表示两个螺旋线圈之间的距离。
三、自感与互感的应用自感与互感作为电磁感应中的重要参数，在实际应用中具有广泛的意义和应用，主要体现在以下几个方面：1. 电路设计中的应用自感与互感可以用来计算电路中的电感，从而帮助电路设计和电路性能的优化。
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.
互感和自感
互感和自感第三课时互感和自感电磁感应中的电路问题【基础知识回顾】1.(1)自感现象是。
(2)自感现象中产生的感应电动势称自感电动势，其大小为E。
(3)L为，它的大小由线圈自身结构特征决定。
线圈越，单位长度上的匝数越，横截面积越，它的自感系数越，加入铁芯后，会使线圈的自感系数大大，自感系数的单位为。
(4)自感电动势的方向：自感电动势总是。
即：若电路中电流增加，则自感电动势与电流方向；若电路中电流减少，则自感电动势与电流方向。
(5)自感电动势的作用：。
2.当两个回路中任一个回路的磁通量变化，就会引起另一回路的变化，因而出现的现象。
这种作用是相互的，出现感应电动势的线圈同时又对另一线圈提供磁通量，而在另一线圈引起磁通量的变化，而产生，故称为。
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生。
该导体或回路就相当于。
4．在外电路中，电流从电势流向电势；在内电路中，电流则从电势流向电势。
5.当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生，电流在导体内且形成，很象水中的旋涡，因此称为，简称涡流。
6电磁感应中电路问题．【要点讲练】［例１］在如图（a）（b）所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯D的电阻，接通开关S，使电路达到稳定，灯泡D发光，则（）A.在电路（a）中,断开S,D将逐渐变暗B.在电路（a）中,断开S,D将先变得更亮,然后才变暗C.在电路（b）中,断开S,D将逐渐变暗D.在电路（b）中,断开S,D将先变得更亮,然后渐暗［例２］如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是()A．电键S闭合瞬间B．电键S由闭合到断开瞬间C．电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动D．电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动［例3］如图所示，L为一自感系数很大的有铁芯的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情况下，有可能使电压表损坏（电压表量程为3V）A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合电路稳定时C．开关S断开的瞬间D．以上情况都有可能损坏电压表［例3］如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc 的电阻可不计，ac长度为l/2.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.现有一段长度为l/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab 方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触.当MN滑过的距离为l/3时，导线ac中的电流是多大?方向如何?例4．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为R/2的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v.则这时AB两端的电压大小为（）A.2BavB.BavC.2Bav/3D.Bav/3例5．如图所示，MN和PQ是固定在水平面内间距L ＝0.20m的平行金属轨道，轨道的电阻忽略不计.金属杆ab垂直放置在轨道上.两轨道间连接有阻值为R0＝1.5Ω的电阻，ab杆的电阻R＝0.50Ω.ab杆与轨道接触良好并不计摩擦，整个装置放置在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下.对ab杆施加一水平向右的拉力，使之以v＝5.0m/s的速度在金属轨道上向右匀速运动.求：（1通过电阻R0的电流（2）对ab杆施加的水平向右的拉力的大小;（3）ab杆两端的电势差.例6．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界．线框在恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，求（1）线框a、b两点的电势差Ｕab（2）线框中产生的焦耳热Ｑ强化练习：1．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（）A．流过固定电阻R的感应电流由b到dB．流过固定电阻R的感应电流由d到bC．流过固定电阻R的感应电流由b到dD．流过固定电阻R的感应电流由d到b2．在图所示实验中，带铁芯的、电阻较小的线圈L 和灯A并联．当合上电键K，灯A正常发光.试判断下列说法中哪些是正确的（）A．当断开K时,灯A立即熄灭B．当断开K时,灯A 突然闪亮后熄灭C．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开K时,灯A立即熄灭D．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开K时,灯A突然闪亮后熄灭3．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（）4．如图所示，A、B为两个同样规格的灯泡，自感线圈的电阻RL=R，下面关于自感现象的说法哪些是正确的（） A．开关接通瞬间，A、B两灯一样亮B．开关接通瞬间，B灯立即正常发光，A灯逐渐亮起来C．开关断开时，A灯和B灯都要过一会儿才熄灭D．开关断开时，B灯比A灯先熄灭5．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导体abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环受到向上的磁场作用力（）6．如图所示电路，电键S原先闭合，电路处于稳态，在某一时刻t1突然打开电键S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图象可用下列哪个图表示（）。
高中物理 第四章 电磁感应 第6节 互感和自感讲义(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-
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。
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
汇报人：XX
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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
电学电磁感应中的自感与互感应用
电学电磁感应中的自感与互感应用电学电磁感应是电磁学的一个重要分支，研究电流通过导线时所产生的磁场以及变化磁场对电流产生的影响。
其中，自感和互感是电磁感应理论中的重要概念。
本文将从理论与应用两个方面介绍电学电磁感应中的自感与互感。
一、自感的概念及应用1. 自感的定义自感是指电流变化引起的自身磁场对电流本身产生的感应电动势。
当电流通过螺线管等导线时，会产生一个沿着导线方向的磁场。
当电流发生变化时，磁场也跟随变化，从而在导线中产生自感电动势。
2. 自感的应用自感在电路设计和电路保护方面有广泛应用。
一方面，自感可以用于设计电感元件，如电感线圈、变压器等，用于能量传输、滤波、调节电压等功能。
另一方面，自感也用于电路保护，通过给电路添加感性负载，可以降低电压浪涌和电流冲击，有效避免电路损坏。
二、互感的概念及应用1. 互感的定义互感是指在磁场中两个或多个相互接近的线圈之间产生的互相感应的现象。
当一个线圈中的电流变化时，会在其他线圈中产生感应电动势，并引起电流变化。
这种相互感应的现象称为互感。
2. 互感的应用互感在变压器、电感耦合器等电子元件中有广泛应用。
在变压器中，通过互感的作用，可以实现电压的升降和能量的传输。
电感耦合器则可以实现信号的传输和阻隔，例如在放大器中，通过互感的作用将输入信号传递到输出端。
三、自感与互感的实例分析为了更好地理解自感和互感的应用，我们以变压器为例进行分析。
变压器是一种利用互感原理来实现电能转化的设备。
它主要由一个铁芯和两个或多个线圈组成。
其中，一个线圈称为主线圈，另一个或多个线圈称为副线圈。
当主线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生磁场。
这个磁场又会感应到副线圈中，并引起副线圈中的电流发生变化。
通过互感的作用，主线圈和副线圈中的电能可以在两者之间进行转化。
变压器的应用非常广泛。
在电力传输中，变压器可以将高电压传输线路中的电能转化为低电压，以满足市区的用电需求。
在电子设备中，变压器可以提供适当的电压和电流，保证设备的正常运行。
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点磁电感应与电磁感应，是电气领域广泛应用的能量转换方式。
比如电动机、变压器、整流器等，其转换过程离不开自感和互感两种方式。
什么是自感与互感呢？你清楚吗？很多电工虽然略懂一二，但只知皮毛。
并不能全面解释概念与熟知原理，下面我们将进行一一解答。
希望为你夯实电工基础提供支持与帮助！一、什么是自感、互感？1、自感:指当电流通过导体时，自身在电流变化的状态下，其周围产生电磁感应现象，叫做自感现象。
自感的产生与大小，与磁通匝数、自感系数、自感磁能、自感电压四个方面的因素所影响。
自感在电工、电器、无线电技术应用广泛，比如我们常见的接触器线圈、电磁阀、电感元件、电控锁等。
2、互感:当一个线圈产生电流变化时，临近线圈也随之产生电压电流变化。
人们把这种磁量转换的方式，称为互感现象。
互感的产生与大小，会受单线圈自感系数与互感系数（两个线圈的几何形状，大小，相对位置）所影响。
通过互感现象，能量可以从一次线圈传递给二次线圈。
如我们常见的变压器、感应线圈、稳压器等。
二、自感与互感的区别有哪些？1、自感是单线圈电磁感应，互感是双线圈电磁感应。
是两种不同的能量转换方式，但都是电磁感应的原理。
2、自感为电能转为磁能的性能方式，互感可实现一种电压电流转为另一种电压电流的方式。
3、自感为自身电磁感应，互感会受自感的影响因素而发生变化。
4、两种感应方式，在电子、电器中与其他电气元件相互连接，所实现的功能差异较大。
一般自感用于调频、谐振、电磁感应等作用。
互感则用于电路变压器、电压电流调节、电源稳压等用途。
通过上述内容，我们基本了解了自感、互感的含义解释与区别差异。
希望你潜心学习，应用掌握，不断巩固与提升自身的电气技术能力。
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电磁感应是电流和磁场之间相互作用的现象，它是电磁学中的一个重要内容。
在电磁感应过程中，自感和互感是两个重要的概念。
自感，顾名思义，是指电流通过一个线圈时，这个线圈本身产生的感应电动势。
在自感的作用下，当电流通过一个线圈时，线圈内部会产生一个磁场，从而产
生自感电动势。
自感电动势的大小与线圈的匝数和电流变化的速率有关，当电
流的变化速率增大时，自感电动势也会增大。
这是因为当电流变化的速率增加时，线圈内部的磁场的变化速率也增加，从而产生更大的自感电动势。
自感电
动势的方向可以根据一个螺线规则来确定，当闭合线圈内的电流变大时，自感
电动势的方向与电流方向相反，而当闭合线圈内的电流减小时，自感电动势的
方向与电流方向相同。
互感是指两个线圈之间通过磁场互相感应产生的电动势。
当一个线圈内部的电
流变化时，它会产生磁场，这个磁场会穿过另一个线圈，从而在另一个线圈中
产生感应电动势。
互感的大小与线圈之间的匝数和电流变化的速率有关，且与
线圈之间的距离成反比。
互感电动势的方向可以根据一个螺线规则来确定，当
闭合线圈1中的电流变大时，由线圈1指向线圈2的互感电动势的方向与电流
方向相同，而当闭合线圈1中的电流减小时，由线圈1指向线圈2的互感电动
势的方向与电流方向相反。
自感和互感不仅仅是理论上的概念，在电子电路中也起到了重要的作用。
在交
流电路中，电感线圈可以起到滤波和耦合的作用。
通过改变电感线圈的匝数和
电流的变化速率，可以调节电路的频率响应。
同时，互感也被广泛应用在变压
器中，通过改变线圈的匝数比例，可以实现电压的升降。
总之，自感和互感是电磁感应中的两个重要概念。
它们描述了电流和磁场之间
的相互作用，对于理解电磁现象和设计电子电路都具有重要意义。
通过适当地
利用自感和互感，可以实现对电路的控制和电能的转换。
在未来的科技发展中，人们还将进一步探索自感和互感的潜力，为现代科技的发展做出更大的贡献。