2.4互感与自感-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

2.4互感与自感 基础导学 要点一、互感现象 1．互感 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，这种现象叫互感． 2．互感的应用 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．互感的危害 互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，互感现象有时会影响电路的工作． 要点二、自感现象 1．自感 一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象． 2．通电自感和断电自感的比较 通电自感 断电自感 电路 图 器材 要求 L1、L2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯)，RL≪RLA 现象 在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开瞬间，LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到LA灯马上熄灭) 原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流比流过L2灯的电流增加得慢 断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过灯LA，且由于RL≪RLA，使得流过LA灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使LA灯的发光功率突然变大 能量 转化 情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 3.灯泡亮度的变化 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，若RL＝0，灯泡最后不亮 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、I2 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗 ②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡电流方向均改变 要点突破 突破一：对自感电动势的理解 (1)自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止原电流的变化，只是使原电流的变化时间变长，即自感电动势总是起着推迟电流变化的作用． (2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同(增反减同)． (3)自感电动势的大小：EL＝L，它可以超出线圈两端的原电压． (3)对电感线圈阻碍作用的理解 ①若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变． ②若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线电阻引起的． 突破二：自感系数 (1)影响因素：自感系数L简称自感或电感，是由线圈本身性质决定的，其具体关系为：E＝L.，跟线圈的形状、体积、匝数等因素有关．横截面积越大，匝数越多，它的自感系数就越大，另外有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多． (2)单位：亨利(H)．常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH).1 H＝103 mH＝106 μH. 突破三：自感现象和灯泡亮度变化 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 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 典例精析 题型一：对自感现象的分析 例一．（多选）如下图所示(a)、(b)中，自感线圈L的电阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是(　　) A．在电路(a)中，断开S，A将逐渐变暗 B．在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C．在电路(b)中，断开S，A将逐渐变暗 D．在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 变式迁移1：（多选）在图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈(直流电阻不计)，A、B为两只相同的灯泡．下列说法中正确的是(　　) A．在S刚闭合时，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮 B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯更亮 C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭 D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯亮一会熄灭，B灯立即熄灭 题型二：断电自感现象中的电流变化情况 例二．