2.4 互感和自感-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

3.0 cande 2025-05-10 16 4 6.14MB 28 页 3知币
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2.4：互感和自感
一：知识精讲归纳
一、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．
二、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．
三、自感系数
1．自感电动势：E＝L，其中是电流变化率；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．
四、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．
技巧重难点：
技巧一：自感现象
自感 电路 条件 现象 原因
通电
自感
S闭合
的瞬间
A2先亮
由于 A2支路
为纯电阻，不
产生自感现象
A1逐渐
亮起来
由于 L的自感
作用，阻碍 A1
支路电流增大
断电
自感
S断开
的瞬间
A过一
会儿才
熄灭或
闪亮后
逐渐熄
灭
L与灯泡 A组
成回路，由于
L的自感作
用，使得 A过
一会儿才熄灭
技巧二：.灯泡亮度变化
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐
变亮
电流突然变大，然后
逐渐减小
断电时 电流逐渐减小灯泡逐渐变
暗电流方向不变
电路中稳态电流为
I1、I2①若I2≤I1，灯
泡逐渐变暗；②若 I2＞
I1，灯泡闪亮后逐渐变
暗. 两种情况灯泡中电
流方向均改变
二：考点题型归纳
题型一：互感
1．（2022·福建南平·高二期末）如图所示，图甲为手机无线充电图，图乙为其充电原理的示意图，电磁感应式无
线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电板的励磁线圈和手机内的感应线圈，利用产生的磁场传递能量。
当励磁线圈 ab 端通入如图丙的正弦式交变电流后，就会在感应线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在
充电过程中（　　）
A．感应线圈中产生的是恒定电流
B．励磁线圈中的电流产生的磁场恒定不变
C．感应线圈和励磁线圈通过互感现象实现能量传递
D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
2．（2022·新疆喀什·高二期中）无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈
传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　
）
A．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电
B．在充电过程中只有电能间的相互转化
C．无线充电基座可以对所有手机进行充电
D．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
3．（2022·新疆·皮山县高级中学高二期末）如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的
5G 通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送
电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，
从而实现为手机充电。在充电过程中（　　）
A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生稳定不变的磁场
C．无线充电的原理是互感现象
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
题型二：自感和自感电动势
4．（2022·海南·屯昌县屯昌中学高二期中）线圈通以如图所示随时间变化的电流，则（　　）
A．0~t1时间内线圈中的自感电动势最大
B．t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大
C．t2~t3时间内线圈中的自感电动势最小
D．t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零
5．（2022·甘肃省临洮中学高二）如图所示，多匝线圈的电阻和电池内阻不计， 两个定
值电阻的阻值均为 R，开关 S开始时断开，电路中电流为 ，合上开关 S，线圈有自感电动势产生，此电动势（　
）
A．有阻碍电流减小的作用，最后电流小于
B．有阻碍电流减小的作用，因而电流总等于
C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持 不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是大于
6．（2021·全国·高二）关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是（　　）
A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零
B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
C．自感电动势与原电流方向相反
D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
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