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）

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