第二章4 互感和自感-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套教参（人教版，多选）

4　互感和自感 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.了解互感现象及其应用，了解自感系数与哪些因素有关。 2.理解互感和自感现象产生的机理，能解释有关现象。 3.能够分析通电自感和断电自感现象。 1.核心素养 能在问题情境中应用楞次定律判断自感电动势的方向，用法拉第电磁感应定律分析自感电动势。 2.关键能力 分析推理能力和实验探究能力。 授课提示：对应学生用书第58页 一 互感现象 1．定义：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的现象。产生的电动势叫作互感电动势。 2．应用：互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，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正常工作。 二 自感现象和自感系数 1．自感现象：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的现象。 2．自感电动势：由于自感而产生的感应电动势。 3．通电自感和断电自感 电路 现象 自感电动势的作用 通电自感 接通电源的瞬间，灯泡A1逐渐地亮起来 阻碍电流的增加 断电自感 断开开关的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 阻碍电流的减小 4.自感电动势的大小：E＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位是亨利，符号是H。 5．自感系数大小的决定因素：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。 三 磁场的能量 1．自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，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。 2．电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。 自主评价———————————————————— 1．判断正误 (1)两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象。(×) (2)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。(√) (3)只有闭合的回路才能产生互感。(×) (4)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关。(×) (5)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。(√) 2．(多选)关于互感现象，下列说法正确的是(　　) A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象 B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈 C．互感现象都是有益的 D．变压器是利用互感现象制成的 解析：两个线圈之间没有导线相连，也能产生互感现象，选项A错误；互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈，选项B正确；互感现象不都是有益的，有时会影响电路的正常工作，选项C错误；变压器是利用互感现象制成的，选项D正确。 答案：BD 3．在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中电流的影响尽量小。如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(　　) 解析：两个相距较近的线圈，当其中的一个线圈中电流发生变化时，就在周围空间产生变化的磁场，这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，即发生互感现象。要使这种影响尽量小，应采用选项D所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈周围的磁场分布与条形磁铁的磁场分布类似，采用选项D所示的安装位置时，变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小。 答案：D 授课提示：对应学生用书第59页 　对互感现象的理解和应用 　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？ 提示：当其中一个线圈中的电流变化时，其在周围空间产生变化的磁场，穿过另一个线圈的磁通量就会变化，在另一个线圈中就会产生感应电动势。 1．两个相互靠近的线圈，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。这种现象叫作互感。 2．互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。 3．互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。 4．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，这时要求设法减小电路间的互感。 互感现象是电磁感应现象的一种。线圈中电流的变化，导致电流的磁场发生变化，使另一个线圈中的磁通量发生变化，若线圈是闭合的，则会产生感应电流，感应电流才能激发出磁场；若另一个线圈是断开的，则只会产生感应电动势，不会有感应电流产生。　 　如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．t1时刻，两环作用力最大