1、高二物理导学案 第四节 互感和自感 【情景导入】【情景导入】 无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离 电网线，这时可以看到电火花闪现。电网线，这时可以看到电火花闪现。这是什么这是什么原因原因呢？呢？ 【学习目标学习目标】 1.了解互感现象及互感电动势，知道互感现象的应用 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 ELI t，知道自感系数的决定因素 4了解自感现象中的能量转化. 【教材阅读知识提纲与填空教材阅读知识提纲与填空】 一、互感现象 1互感：两个相互靠近的
2、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，这种现象叫. 2互感电动势：中产生的电动势 3互感的应用：利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用 制成的 4互感的危害：互感现象可以发生在任何两个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、自感现象自感系数 1自感现象：当一个线圈中的变化时，它产生的变化的磁场在激发出感应电动 势的现象 2自感电动势：由于而产生的感应电动势 3通电自感和断电自感 通电自感断电自感 电路 现象 接通电源的瞬间，灯泡 A1 断开开关的瞬间，灯泡一下后逐渐 变暗或灯泡 A 逐渐变暗，直至熄灭
3、 自感电动势的作用阻碍电流的阻碍电流的 4.自感电动势的大小：ELI t，其中 L 是自感系数，简称 或电感，单位：，符号是 H. 5自感系数大小的决定因素：自感系数与线圈的、，以及是否有等因素 有关 三、磁场的能量 1自感现象中的磁场能量 线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给，储存在中 2电的“惯性” (1)线圈刚刚接通电源时，自感电动势阻碍线圈中电流的. (2)电源断开时，自感电动势阻碍线圈中电流的. 【探究思考探究思考】 探究点探究点一一、对对互感互感现象的理解现象的理解 问题问题 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，另一个线圈中为什
4、么会产生感应电动势呢？ 探究点探究点二二、对通电自感和断电自感的理解对通电自感和断电自感的理解 问题问题 2、（1）如图所示，先闭合 S，调节 R2使 A1、A2的亮度相同，再调 节 R1，使 A1、A2都正常发光，然后断开 S.再次闭合 S.观察两只灯泡在电路接通的 瞬间发光情况有什么不同？ （2）如图所示，L 为自感系数较大的线圈，其直流电阻比灯泡的电阻小，先闭 合开关使灯泡发光，然后断开开关。观察到什么现象？为什么有这样的现象？ 【成果展示成果展示】 【精讲点评精讲点评】 一、一、对对互感现象互感现象的的理解理解 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
5、间，而且 可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。 2互感现象可以把能量由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。 二二、对自感现象的理解与应用对自感现象的理解与应用 1对自感电动势的理解：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减 小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)自感电动势的作用：阻碍电流的变化， 而不是阻止，电流仍在变化，只是使电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用 2对自感系数的理解 (1)自感系数的大小由线圈本身特性及有无铁芯决定，线圈越长、单位长度的匝数越多，自 感系数越大 (2)线圈的自感系数与 E、I、t 无关 3、自
6、感现象主要有两种情况：通电自感与断电自感。自感现象主要有两种情况：通电自感与断电自感。在分析过程中，要注意以下几点： (1)断电自感时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路。要特别注意对其 他元件中电流方向的分析，在自感现象发生前后电流方向可能不同。 (2)通电自感时，线圈中感应电流的方向与电源提供的电流方向相反，但流过线圈的电流方向仍 与电源提供的电流方向相同。断电自感时，线圈中感应电流的方向与断电前线圈中的电流方向相同。 (3)对断电自感现象中灯泡是否“闪亮闪亮”问题的判断，关键是对电流大小的分析，若线圈 L 的直 流电阻小于与其并联的灯泡 A 的电阻，其原电流大于通过灯泡
7、 A 的原电流，断电后通过灯泡的电流 比原来大，则灯泡先闪亮闪亮后再慢慢熄灭。 (4)自感现象中灯泡亮度变化的问题 分析通断电灯泡亮度变化问题，关键要搞清楚电路的连接情况，根据电路特点进行具体分析： 断电自感的分析 实验电路 实验要求电路稳定时 L1、L2亮度相同 ILIL1L1猛然亮一下再逐渐熄灭 L2立 刻熄 灭 R0为纯电阻，不产生自感现象，L2立即熄灭L 为自感系数较大的线圈，断开 S 后，L 中产生自 感电动势，与 L1组成闭合回路，线圈中的电流 在原来电流值基础上逐渐减小 ILIL1L1由原来亮度逐渐熄灭 ILRA(RA为灯 A 的电阻)，稳定后断开 S 的瞬间， 两个灯的亮暗变化
8、情况是怎样的？ 【课堂训练课堂训练】 训练 1如图所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一 软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中(D) A灯泡变亮，螺线管缩短B灯泡变暗，螺线管缩短 C灯泡变亮，螺线管伸长D灯泡变暗，螺线管伸长 训练 2如图所示，两个电阻均为 R，电感线圈 L 的电阻及电池内阻均可忽略不计，S 原来断开， 电路中电流 I0 E 2R，现将 S 闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是( D) A使电路的电流减小，最后由 I0减小到零 B有阻碍电流增大的作用，最后电流小于 I0 C有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
9、 D有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为 2I0 训练 3如图所示的电路中， 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 变化关系的图像是 (D) 训练 4(多选)目前无线电力传输已经比较成熟，一种非接触式电源供应系统如图 甲所示。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，原理示意图如图乙所示。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(BD) A若 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 CA 中电流越大，B 中感应电动势越大 DA 中电流变化越快，B 中感应电动势越大
