高中物理选修3-2：1-6互感和自感
高中物理选修3-2-互感和自感
互感和自感知识元自感互感知识讲解自感现象（1）定义当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象．产生的电动势叫作自感电动势．（2）通电自感和断电自感自感电动势电路现象的作用接通电源的瞬间，灯阻碍电流的增加通电自感泡A1慢慢的亮起来。
断开开关的瞬间，灯断电自感阻碍电流的减小泡A逐渐变暗（3）自感电动势的大小：；其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：享利，符号H.1mH=10－3H；1μH=10－6H.（4）自感系数的决定因素：由线圈本身性质决定，与线圈的形状、体积、匝数以及是否有铁芯等因素有关，与E L、ΔI、Δt等无关．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，在电力工程中和电子电路中，有时会影响电路正常工作．例题精讲自感互感例1.如图所示，A、B是完全相同的两只小灯泡，L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，下列说法正确的是（）A．闭合电键S瞬间，A灯逐渐变亮，B灯立即亮B．电键闭合一段时间后，A灯不亮，B灯亮C．断开电键S的瞬间，A、B灯同时熄灭D．断开电键S的瞬间，A、B灯都闪亮一下后再熄灭例2.如图所示的电路中，A1、A2是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。
先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是（）A．合上S时，A1灯立即亮起来，A2逐渐亮，最终二者一样亮B．断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭C．断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，且通过A1灯泡的电流方向与原电流方向相反D．断开S时，A2灯会突然闪亮一下后再熄灭例3.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（）A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中的电流变化越快，自感系数越大C．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定D．线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零例4.如图所示的电路中，D1和D2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。
高中物理 4.6《互感和自感》课件 新人教版选修3-2
新知预习 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的现象． 2．互感电动势：互感现象中产生的感应电动势． 3．互感的应用：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，收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的．
【解析】 通电螺线管周围存在磁场，软铁棒插入其中，软铁棒 迅速被磁化引起螺线管磁通量的增加，产生感应电流引起灯泡变暗．每 匝线圈之间吸引力减小，螺线管伸长，A 对，B、C、D 错．
【答案】 A
知识点二 自感现象的分析思路 重点聚焦 1．明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)． 2．判断自感电动势方向，电流增强时(如通电时)，自感电动势方 向与电流方向相反；电流减小时(如断电时)，自感电动势方向与电流 方向相同． 3．分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)，由于自感 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(如断电时)，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．
【答案】 AC 【方法归纳】 自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的大小决 定其周围磁场的强弱，当通过线圈的电流变化时会引起电流周围的磁 场变化，就会在线圈中产生感应电动势．
跟踪练习 1．如下图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定 的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速 插入螺线管内，则将看到( ) A．灯泡变暗 B．灯泡变亮 C．螺线管缩短 D．螺线管长度不变
人教版高中物理选修3-2课件高二：第四章6互感和自感
3．(双选)如图4－6－7 所示，电路中 L 为一电感线圈，ab 支路和 cd 支路电阻相等，则( )
图 4－6－7
知识点 3 自感现象分析
通电自感
断电自感
电路图
器材 要求
A1、同规格 R＝RLL 较大
L 很大(有铁芯)RL<RA
现象
在 S 闭合后瞬间，A2灯立即 亮起来，A1灯逐渐变亮，最 终一样亮
在 S 断开时，灯 A 突然闪亮 一下后再渐渐熄灭．(当抽掉 铁芯后，重做实验，断开 S 时，会看到灯 A 马上熄灭)
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6 互感和自感
3．自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感 电动势，其大小为 E＝LΔΔIt，式中 L 称为线圈自感系数．
4．自感系数：表示线圈阻碍电流变化的物理量，符号为 L， 单位为亨利(H)，简称亨．
5．决定线圈自感系数的因素：线圈长短、线圈单位长度的 匝数、线圈的横截面积、线圈中是否有铁芯.
能量转 化情况
电能转化为磁场能
磁场能转化为电能
题型1
通、断电自感现象的分析
【例3】如图4－6－6 所示中灯 LA、LB完全相同，带铁芯 的线圈 L 的电阻可忽略．则( )
图 4－6－6
A．S 闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着 LA变暗，LB 更亮，最后 LA熄灭
B．S 闭合瞬间，LA不亮，LB立即亮 C．S 闭合瞬间，LA、LB都不立即亮 D．稳定后再断开 S 的瞬间，LA、LB熄灭
高中物理人教版选修3-2 第四章 4.6自感和互感 上课课件
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？
法拉第发现电磁感应现象的第一个成功试验就 是互感现象。
到底什么是互感？自感又是怎么回事呢？这
节课我们就来学习这方面的内容。
教学目标
1.知识与技能
知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。 知道自感电动势的大小由什么因素决定，并理 解自感电动势的作用，能解释相关现象。 知道自感系数的单位、决定因素。
导线与矩形线圈的一侧平行,且相距为 。b l d
求二者的互感系数.
解: 设长直导线通电流I
I
b
d
l
o x
x
dx
B I
2π x
dΦ
B
ds
I
ldx
2π x
Φ db I ldx
d 2π x
2.自感现象
回顾
在做右图的实验时，由于线圈 A中电流的变化，它产生的磁通量 发生变化，磁通量的变化在线圈B 中激发了感应电动势。
长直螺线管的自感系数
长度=l, 截面=S, 匝数=n, 磁导率=μ
B nI
NBS n nI lS n2VI
L
I
n2V
这说明了，无铁芯线圈的自感系数只决定于线圈 本身，于线圈中的电流大小无关。
同轴电缆的自感系数
同轴电缆的自感
B
I 2r
dS ldr
d
B dS
I 2r
ldr
3．自感电动势的大小与通过导体的电流的 _变___化___率__成正比 。
3.一个线圈中的电流如果均匀增大，则这个线圈 的（ B）D
A 自感电动势将均匀增大 B 磁通量将均匀增大 C 自感系数均匀增大 D 自感系数和自感电动势都不变
高二物理人教版选修3-2互感和自感
互感和自感重/难点重点：知道什么是互感现象和自感现象。
知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
难点：能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象。
重/难点分析重点分析：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。
自感现象是指当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象，当线圈中的电流增加时，自感电流的方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电流的方向与原电流的方向相同。
自感电动势的大小与电流的变化率成正比。
难点分析：自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生。
在判断电路性质时，一般分析方法是：当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以把L 看成一个阻值很大的电阻；当流经L的电流突然减小的瞬间，我们可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流。
突破策略一、互感现象要点诠释：（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。
二、自感现象要点诠释：1．自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
2．自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。
3．自感电动势大小：i E L t自∆=∆，大小由电流变化的快慢和自感系数L 决定。
三、自感系数要点诠释：（1）大小：线圈长度越长，线圈横截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大；线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多。
（2）物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在1s 内改变lA 时产生的自感电动势的大小。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应第6节互感和自感
2.如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，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先亮，然后A灭 B．B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．A、B一起亮，然后A灭 D．A、B一起亮，然后B灭
一、互感现象：
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。
心有关。
单位：亨利，简称亨，符号H；毫亨（mH)、微亨 （μH） 1H=103mH=106μH
1H定义：如果通过线圈的电流在1S内改变1A时，产 生的电动势是1V，这个线圈的自感系数就是1H。
约瑟夫·亨利 Henry Joseph
1797-1878
美国著名物理学家，1867年起， 任美国科学院第一任院长; 1829年制成了能提起一吨重铁 块的电磁铁； 1830年发现电磁感应现象， 比法拉第早一年； 1832年发现了电流的自感现象； ……
的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R 满足RL≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观
察到( ) A．灯泡立即熄灭
B．灯泡逐渐熄灭
C．灯泡有明显的闪亮现象
D．只有在RL≫R时，才会看到灯泡
有明显的闪亮现象
1、自感电动势：在自感现象中产生的电动势，用E表
示
作用： 总是阻碍电流的变化，即延缓电流变化。
2、应用：变压器、磁性天线
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
2、① 通电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的增大
② 断电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的减小
三、自感系数
1、自感电动势的大小：
E=L ΔI Δt
2、自感系数L：与线圈大小、形状、圈数、有无铁芯有关
高中物理选修3-2优质课件：4.6 互感和自感(1)
解析 线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失。当S1闭合时， 线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱， 线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以选项B正 确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以选项C 正确，D错误。 答案 BC
子电路中，有时会影响电路的正常工作。
思维拓展 如图1是法拉第实验线圈。在实验中，两个线圈并没有用导线连接。
图1 (1)当其中一个线圈中有电流时，另一个线圈中是否会产生感应电流？ (2)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？
提示 (1)不一定。当线圈中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变， 则在另一个线圈中就不会产生感应电流。只有当线圈中的电流变化时，在其周围 空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈中产生感应电流。 (2)当一个线圈中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈 中就会产生感应电动势。
[精典示例] [例2] (多选)如图6所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L是自感系数很
二、自感现象
阅读教材第22～24页，理解自感现象、自感电动势及自感系数的决定因素。 1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，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 激发出感应电动势的现象
叫自感。 2.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍
流减小时，自感电动势 阻碍电流的减小 。
一、互感现象
阅读教材第22页，了解互感现象的应用及危害。
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
互感和自感— 人教版高中物理选修3-2课件
自感系数
知道自感电动势的表达式 知道自感系数的单位 知道自感系数的决定因素 知道磁场能 知道磁场能的决定因素
自感电动势是感应电动势，它是由自身电流变化产生的，它和电流变化 有什么关系呢？
由法拉第电磁感应定律可知感应电动势
而磁通量与磁感应强度B成正比，又因为在电流磁场中任意一点的磁感 应强度与电流成正比，所以穿过线圈的磁通量与电流成正比，则
互感： 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。
互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
如图，断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？
互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈 之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间
利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈 因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用 如：变压器
①当 灭当
时,会闪一下,再逐渐熄 时,不会闪,逐渐熄灭
②原来的 和 哪一个大，要由L 的直流电阻 与A的电阻 的大 小来决定
通电或断电瞬间，除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？
当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都 会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动 势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已
章
Part Two
要点解析
节
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？
滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？
线圈 处在线圈 的磁场中
P滑动
线圈 的磁场变化
线圈 的磁通量变化
产生感应电流
产生感应电动势
互感
高中物理选修3-2-互感和自感-课件
3、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另 一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中 有广泛的应用。
收音机里的磁性天线.
问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应 电动势？
L
Zx.xk
K
演示1
通电 瞬间
通电自感现象
流过L和R的电流随时间的变化：
流过R的电流
流过L的电流
E自
B原
例3：如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈 的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，将S突然断 开，则S断开前后能正确反映流过灯泡的电流I随 时间t变化关系的是图中的（ ）
D
课堂训练
演示自感的实验电路图如右
图所示，L是电感线圈，A1、A2 是规格相同的灯泡，R的阻值与L
的直流电阻值相同。当开关由断
常用单位： 毫亨mH 微亨μH
例4A：C下D列关于自感现象的说法中，正确的是 （
）
A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁
感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向
相反
C．线圈中自感电动势的大小与流过线圈的电流的变化率成
正比
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
四、磁场的能量
第四章 电磁感应
第6节 互感和自感 学科网
复习
什么是电磁感应现象？ 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化， 闭合电路中就有感应电流
互感现象
Z.x.x. K
一、互感现象
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。 互感现象中产生的感应电动势，称为互感电 动势。
2.互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线 圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间.
人教版高中物理选修3-2课件-互感和自感
【变式】 [多选]在如图所示的电路中，带铁芯的、电阻较 小的线圈 L 和灯 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( BC )
A．当断开 S 时，灯 A 立即熄灭 B．当断开 S 时，灯 A 可能突然闪亮下后熄灭 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
3．如图所示，L 为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯 泡正常发光，则( A )
A．S 闭合后，小灯泡将慢慢变亮 B．S 闭合后，小灯泡立即变亮 C．S 断开后，小灯泡慢慢熄灭 D．S 断开后，小灯泡先闪亮一下，再慢慢熄灭
解析：S 闭合瞬间，通过 L 的电流增大，自感电动势的方向 与原电流方向相反，阻碍电流的增大，故 A 慢慢变亮；S 断开瞬 间，A 将立即熄灭，因为 S 断开，再无电流回路．
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．关键是“小灯泡在熄灭之前是否闪亮一下”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 IA 立即消失，但灯 A 和线圈 L 组成的闭合回路，由于 线圈 L 的自感作用，其中的电流 IL 不会立即消失，它还要通过 回路维持短暂的时间．如果 IL>IA，则灯 A 熄灭之前要闪亮一下； 如果 IL≤IA，则灯 A 是逐渐熄灭而不闪亮一下，至于 IL 和 IA 的 大小关系，由 RA 和 RL 的大小关系决定；若 RA>RL，则 IA<IL， 灯将闪亮一下；若 RA≤RL，则 IA≥IL，灯将逐渐熄灭.