4.6互感和自感-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义（人教版选修3-2）

4.6互感和自感 【基础知识梳理】 知识点01 互感现象 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，这种现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。 知识点02 自感现象 1.定义 由于导体本身的电流发生变化而使自身产生感应电动势的现象叫自感现象。自感是一种特殊的电磁感应现象。 2.自感电动势 （1）方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。当电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。总之，自感电动势起着推迟电流变化的作用。 （2）大小：自感电动势跟电流的变化率成正比， 。 知识点03 自感系数 （1）定义：描述线圈在电流变化快慢相同的情况下，产生的感应电动势不同的特性，用符号L表示。 （2）大小：由线圈本身的特性决定。线圈的长度越大，线圈的横截面积越大，单位长度的匝数越多，线圈的自感系数L就越大；线圈由铁芯比无铁芯时自感系数L大得多。 （3）单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨（mH）、微亨（ ）。 知识点04 磁场中的能量 自感现象中的能量转化仍然遵循能量守恒定律。其能量转化过程是这样的：闭合开关时，电源克服自感的阻碍作用做功，把电能储存在线圈中，此时，电能变成了磁场能；断开开关时，储存在线圈中的磁场能释放出来转化为小灯泡的电能，该电能又通过发光、发热，转变成了光能和内能。 【例题讲解】 1、 互感现象 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 2．在制作精密电阻时，为了清除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示。其原理是（　　） A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消 B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消 C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消 D．以上说法都不对 3．某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（　　） A．不可行，因为电源是直流电 B．不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化 C．可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好 D．可行，且M、N做成针状时，点火效果更好 4．（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可白由移动的金属棒PQ和固定不动的金属棒MN，线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，PQ棒所在区域有垂直轨道平面向下的匀强磁场，当PQ在外力的作用下运动时，MN中有从M到N的电流，则PQ所做的运动可能是（　　） A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 5．（多选）如图所示，是法拉第设计的一个研究互感现象的实验装置，图中A线圈与电源和开关S连接，B线圈与一个左进左偏、右进右偏型(电流从左接线柱流入电流计指针向左偏转，电流从右接线柱流入电流计指针向右偏转)电流计连接，两个线圈绕在同一个圆形铁芯上．以下说法正确的是(　　) A．开关S闭合的瞬间电流计指针向右偏转 B．开关S由闭合到断开的瞬间电流计指针向左偏转 C．B线圈中产生的感应电流是一种自感现象 D．开关断开、闭合过程中的这种现象是一种互感现象 2、 自感现象 6．如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是（　　） A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变 B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭 C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭 D．S断开的瞬间，A再次发光，然后保持亮度不变 7．小万做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（　　） A．断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再熄灭 B．闭合开关S，L2逐渐变亮，然后亮度不变 C．闭合开关S，L1立刻变亮，且亮度不变 D．断开开关S，L1变亮后再熄灭，L2一直不亮 8．如图所示电路中，a、b两灯相同，闭合开关S电路达到稳定后两灯一样亮，则（ ） A．当S断开的瞬间，a、b两灯中电流立即变为零 B．当S断开的瞬间，a、b两灯中都有向右的电流，两灯不立即熄灭 C．当S闭合的瞬间，a灯比b灯先亮 D．当S闭合的瞬间，b灯比a灯先亮 9．如