2.4 自感与互感-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第二册）

2.4 自感与互感 模块一 知识掌握 知识点一　互感现象 【情境导入】 如图所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ 答案　两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势． 【知识梳理】 1．互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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． 【重难诠释】 1．当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势． 2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大． 3．应用与危害 (1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的． (2)危害：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，这时要设法减小电路间的互感．例如在电路板刻制时就要设法减小电路间的互感现象． [例题1] （多选）（2023•河南模拟）线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，组成如图所示的电路，开始时，电键K1、K2均断开，下列操作能使电流表指针偏转的是（　　） A．先闭合K1，稳定后再闭合K2 B．先闭合K2，过一会儿再闭合K1 C．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K1 D．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K2 【解答】解：A、先闭合K1，稳定后再闭合K2，L2中的磁通量不会变化，不会产生感应电流，不能使电流表指针偏转，故A错误； B、先闭合K2，过一会儿再闭合K1，L1中的磁通量增大，引起L2中的磁通量增大，会产生感应电流，能使电流表指针偏转，故B正确； C、K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K1，L1中的磁通量减小，引起L2中的磁通量减小，会产生感应电流，能使电流表指针偏转，故C正确； D、K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K2，L2中不会产生感应电流，不能使电流表指针偏转，故D错误。 故选：BC。 [例题2] （2022•海淀区校级三模）某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示。两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接。为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是（　　） A．因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音 B．线圈B中产生变化的电流使音响发声 C．将A、B线圈互换，音响的播放效果不变 D．在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果不变 【解答】解：AB、该装置采用了电磁感应原理，如果线圈A中为交变电流信号，则在线圈子B中产生的感应电流也为交流电，音响能发出由手机输出的声音，故A错误，B正确； C、由于两线圈的匝数不同，所以将两线圈互换时，音响的播放效果不同，故C错误； D、在A线圈中插入铁芯，磁场变强，感应电流变强，音响的播放效果将会更好，故D错误。 故选：B。 知识点二　自感现象 【情境导入】 1．按照如图所示电路图连接电路． (1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？ (2)根据楞次定律结合电路图分析该现象产生的原因． 答案　(1)灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的． (2)接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来． 2.按照如图所示电路图连接电路． (1)若灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻，先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察开关断开时灯泡的亮度变化，并解释原因．若灯泡电阻大于线圈L的直流电阻，灯泡的亮度如何变化？ (2)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？ 答案　(1)灯泡逐渐熄灭．开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡逐渐熄灭．若灯泡电阻大于线圈L的直流电阻，则灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭． (2)开关闭合时，灯泡中的电流方向向左，开关断开瞬间，灯泡中的电流方向向右，所以开关断开前后，流过灯泡的电流方向相反． 【知识梳理】 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种