第08讲 互感和自感（解析版）-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

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第08 讲 互感和自感
课程标准 课标解读
通过实验，了解自感现象现象。能举例说
明自感现象在生产生活中的应用。
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
，知道自感系数的决
定因素.4.了解自感现象中的能量转化。
知识点 01 互感现象
1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，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，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势．
2．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
影响电路的正常工作．
【知识拓展 1】
1．当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感
生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势．
2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．
3．应用与危害
(1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的．
(2)危害：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．例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象．
【即学即练 1】目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，
A
、
B
两个线
圈彼此靠近平行放置，当线圈
A
接通工作电源时，线圈
B
中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池
充电。下列说法正确的是（　　）
A．只要线圈
A
中输入电流，线圈
B
中就会产生感应电动势
B．若线圈
A
中输入变化的电流，线圈
B
中产生的感应电动势也会发生变化
C．线圈
A
中输入的电流越大，线圈
B
中感应电动势越大
D．线圈
A
中输入的电流变化越快，线圈
B
中感应电动势越大
【答案】D
【解析】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈
A
中输入恒定电流，则线圈
A
只产生恒定的磁场，线圈
B
中的磁通量不发生变化，则线圈
B
中不会产生感应电动势，故 A 错误；B．若线圈
A
中输入随时间均匀变化
的电流，则会使线圈
A
产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律
常数
则线圈
B
中会产生恒定不变的感应电动势，故 B 错误；C．若线圈
A
中电流恒定不变，无论多大，产生的磁
场是恒定的，则线圈
B
中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故 C 错误；D．线圈
A
中电流变化越
快，则线圈
A
中电流产生的 2 磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈
B
中感应电动势也会越大，故 D 正确。故选 D。
知识点 02 自感现象
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不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，
同样也在线圈本身激发出感应电动势，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.自感系数
（1）自感电动势：
E
＝
L
，其中是电流的变化率；
L
是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：
H。
（2）自感系数与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。
3.磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，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。
【知识拓展 2】
（一）通电自感现象
1．自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感电动势的原电
流的变化．
2．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐
增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
3．电流稳定时自感线圈相当于导体(若直流电阻为零，相当于导线)．
（二）断电自感现象　自感系数
1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流
大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前
的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3．自感电动势
E
＝
L
，总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．
4．自感系数
L
(1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化率相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学
中用自感系数来表示线圈的这种特性．
(2)线圈的长度越长，面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数就越大．线圈中有铁芯时比无铁
芯时自感系数大．
(3)单位：亨利，符号 H,1 H＝103 mH＝106 μH.
【即学即练 2】如图所示的电路中， 为三盏完全相同的灯泡， 是自感线圈，线圈的阻值不可忽
略．则下列说法正确的是（　　）
A．合上开关后，三盏灯同时亮起来
B．合上开关后，灯先亮起来， 两盏灯后亮起来
C．断开开关后，三盏灯逐渐熄灭
D．断开开关后，灯先熄灭，接着两盏灯逐渐熄灭
【答案】D
【解析】AB．合上开关后，因线圈
L
的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自
感电动势阻碍电流的增大，通过
c
灯的电流逐渐增大，所以
a
、
b
先亮，
c
后亮，故 AB 错误；CD．合上开关
一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时，
c
的电流小于
b
的电流；断开开关后，
a
因回路被断而
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