《人教版（2019）高中物理选择性必修第二册导学单》2.4 互感和自感

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2.4 互感和自感

【学习目标】

1．了解互感和自感现象

2．理解自感现象产生原因，会分析自感现象中电流变化过程（灯泡亮暗变化及自感电流图

像等）

3．了解自感系数的意义和它的单位及影响因素

【开启新探索】

如图所示，两个线圈 A、B之间并没有导线相连，当线圈 A中的电流变化

时，与线圈 B连接的电流表发生偏转，这是为什么？

【质疑提升 1】互感现象

1．通过对 B线圈中电流产生的理解，说说什么互感现象？什么是互感电动势？

在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个

线圈中的电流变化时，它所产生的变化的会在另一个线圈中产生。

这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。

2．通过互感现象，在线圈之间传递了什么？互感现象又有怎样的应用？

【质疑提升 2】自感现象

1. 如图所示，一线圈与电源、电键构成闭合电路，当电键闭合时，线圈的电流从无到有。

试分析，在线圈中会不会产生感应电动势、感应电流？为什么？如果产生，试判定线

圈感应电流的方向？

2. 什么是自感现象？什么是自感电动势？

当一个线圈中的电流变化时，它所产生的的磁场在激发出感应电

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电

动势。

3. 在演示实验“观察两个灯泡的发光情况”进行之前，先分析实验电路：

两个灯泡 A1 和 A2 的规格相同。先闭合开关 S，调节电阻

R，再调节

可调电阻 R1，要使两灯达到怎样的状态？

4. 实验猜想：闭合开关时，你对两个灯泡 A1 和 A2 的亮度变化有怎样的猜想？猜想的依

据是什么？并通过观察演示实验验证你的猜想。

5. 通过实验验证猜想，说明：对于电路开关闭合的瞬时，灯泡 A1逐渐亮起的原因？

6．结合上述结论，分析断开自感现象：如图所示，断开开关 S，灯 A会有怎样的亮度

变化？先分析课本 P39 页的 4个问题，再观察演示实验证明。

7．结合以上分析，我们可以归纳出：自感电动势总是（填“阻碍”或“增

强”）线圈中电流的变化，（填“延缓”或“加快”）了线圈中电流

的变化过程。

8. 结合课本 P40，“用电流传感器显示自感对电流的影响”的实

验，试通过分析画出，设在 t0时刻电路通电、断电时 A1、A2

的电流随时间变化的图线。

【质疑提升 3】自感系数与磁场的能量

1. 自感电动势大小与什么因素有关？又要如何求解自感电动势？

2. 自感系数 L与哪些因素有关？单位是什么？

3.通过自感现象，说说你对磁场的能量的理解？

【学以致用】

1．如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻 r忽略不计．R1和R2是两个阻值相等定值

电阻，L是自感线圈，电阻可以忽略．开关 S原来是断开的．从闭合开关 S到电路中电

流达到稳定的时间内，通过 R1的电流 I1和通过 R2的电流 I2的变化情况是（

）

A．I1瞬间增大而后不变

B．I1开始较小而后逐渐变大

C．I2开始较小而后逐渐变大

D．最终 I1大于 I2

2．如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是电阻很小（可忽略不计）的自感线圈．现

将S闭合，下面说法正确的是(　　)

A．B、C灯同时亮，A灯后亮

B．A、B、C灯同时亮，然后 A灯逐渐变暗，最后熄灭

C．A灯一直不亮，只有 B灯和 C灯亮

D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化

3．如图所示的甲、乙两电路，电源电动势相等，内阻不计。电阻 R 阻值大于自感线圈 L

的阻值．接通 S，使电路达到稳定，两图中灯泡 A均能发光。则(

)

A．甲电路中，闭合 S，A将立即变亮

B．甲电路中，断开 S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭

C．乙电路中，断开 S，A立即熄灭

D．乙电路中，断开 S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭

4．如图所示，电源的电动势为 E，内阻 r不能忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是

一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是(　　)

A．开关闭合到电路电流稳定的时间内， A灯立刻亮，再逐渐变暗，最后亮度稳

定

B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定

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