第二章 第四节 互感和自感-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

物理 选择性必修第二册（人教） 第二章 第四节 互感和自感 预习新知，落实必备知识 导学第一步 感应电动势 互感现象 感应电动势 自感 增加 减小 亨利 匝数 铁芯 磁场 磁场 磁场 变化 × √ × × √ × 课堂探究，培优关键能力 导学第二步 课下培优巩固练（九） 课标要求 核心素养 通过实验，了解自感现象。能举例说明自感现象在生产生活中的应用。 1.物理观念：了解互感和自感现象。了解自感系数由哪些因素决定。 2．科学思维：理解互感和自感现象产生的机理，能解释有关现象。 3．科学态度与责任：在生产和生活中，能利用和防止互感和自感现象。 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 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、收音机的“磁性天线”就是利用 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，它产生的变化的磁场在它本身激发出 的现象。 2．自感电动势：由于 而产生的感应电动势。 3．通电自感和断电自感 比较项 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 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 4.自感电动势的大小：E＝L eq \f(ΔI,Δt) ，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位： ，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、 ，以及是否有 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 ，储存在 中。 (2)线圈中电流减小时： 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 的“惯性”。 【概念辨析·试身手】 (1)只有闭合的回路才能产生互感。( ) (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)自感现象中，感应电流方向一定和原电流方向相反。( ) (4)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。( ) (5)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大。( ) (6)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。( ) 要点一 | 对互感现象的理解 【要点培优】 1．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。 2．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。 3．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。 [思考·探究] 如图是法拉第实验线圈。在实验中，两个线圈并没有用导线连接。 探究：(1)当线圈L1中有电流时，另一个线圈L2中是否会产生感应电流？ (2)当线圈L1中的电流变化时，在另一个线圈L2中为什么会产生感应电动势呢？ 提示：(1)不一定。当线圈L1中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈L2中就不会产生感应电流。只有当线圈L1中的电流变化时，在其周围空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈L2中产生感应电流。 (2)当线圈L1中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈L2中就会产生感应电动势。 【应用培优】 [例1] 在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1处，现把它从1扳到2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是(　　 ) A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→Q C．始终由Q→P D．始终由P→Q 解析：选C。开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由向右变为向左，先减小后反向增加，由楞次定律可得R中电流由Q→P，C正确。 [训练]1.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，下列说法中正确的是(　　 ) A．t1时刻，两环作用力最大 B．t2和t3时刻，两环相互吸引 C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥 D．t3和t4时刻，两环相互吸引 解析：选B。t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互