河北省邢台市高中物理第四章电磁感应4.6互感和自感1学案无答案新人教版选修3 - 2

4.6 互感和自感

【学习目标】

1.了解互感现象及其应用.

2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象. 3.了解自感电动势的表达式E＝L

ΔI

，知道自感系数的决定因素. Δt

4.了解自感现象中的能量转化．

一、互感现象 [问题设计]

如图1所示电路中，两个线圈之间并没有导线相连，为什么闭合开关时，电流表指针会发生偏转呢？

图1 [要点提炼]

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，这种现象叫互感．

2．作用：利用互感现象可以把 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．

3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作． 二、自感现象

[问题设计]

1．通电自感：如图2所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？

图2

2．断电自感：如图3所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．

图3

(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向有何关系？

(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？ [要点提炼]

1．定义：当一个线圈中的电流自身发生变化时，它产生的 (填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象． 2．公式：E＝LH.

1 mH＝ H；1 μH＝ H

3．决定因素：与线圈的大小、形状、 ，以及是否有铁芯等因素有关，与E、ΔI、Δt等无关．

4．对通电自感和断电自感现象的分析

自感电动势总是 线圈中电流的变化，但不能 线圈中电流的变化． (1)通电瞬间自感电动势 电流的增加，与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，

ΔI

，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位： ．符号：Δt

直到稳定．通电瞬间自感线圈处相当于断路，电流稳定时自感线圈相当于导线． (2)以图3电路为例，断电时自感线圈处相当于电源，若断电前，自感线圈电流大小IL大于灯泡的电流IA则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL 灯泡中的电流IA则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭．要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化．

一、互感现象的理解与应用

例1 如图4所示，是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则 ( )

图4

A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用 D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变化 二、自感现象的分析

例2 如图5所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 ( )

图5

A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些

C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

针对训练 如图6所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，LA是一灯泡，下列说法正确的是 ( )

图6

A．开关S接通瞬间，无电流通过灯泡

B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡

D．开关S接通瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流

三、自感现象的图象问题

例3 如图7所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将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( )

图7