2.4.2互感和自感 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

题目 2.4 互感和自感 课型 新授课 日期 学习目标 1.了解互感现象及其应用。 2．了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素。 3．了解自感现象中的能量转化。 基础知识 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。产生的感应电动势叫作互感电动势。 2．应用：利用互感现象可以把 由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两个相互靠近的电路之间。在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。 二、自感现象 1．定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在 激发出感应电动势的现象。由于 而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2．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 闭合开关后，灯泡A1缓慢地亮起来 阻碍电流的 断电自感 断开开关后，灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，或闪亮一下再逐渐熄灭 阻碍电流的 3.自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化； (2)通过线圈的电流不能发生突变，只能缓慢变化； (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体； (4)自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。 4．断电自感中，灯泡是否闪亮问题 (1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮； (2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮。 5．危害：变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生 ，烧蚀接触点，甚至会引起人身伤害。 三、自感系数 1．自感电动势的大小和自感系数：E＝ ，式中L是比例系数，叫作自感系数，简称自感或电感。电感的单位是 ，简称亨，符号是 。常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)。 2．自感系数大小的决定因素：自感系数与线圈的 、 、 ，以及 等因素有关。 四、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，电源把能量输送给 ，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 的“惯性”。线圈的自感系数 ，这个现象越明显。 作业A 一、单项选择题 1．关于线圈自感系数的说法错误的是( ) A．自感电动势越大，自感系数也越大 B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小 C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大 D．电感是自感系数的简称 2．如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在测量完毕后，将电路拆开时应( ) A．先断开开关S1 B．先断开开关S2 C．先拆去电流表 D．先拆去电阻R 3．如图所示，把一条形磁铁从图示位置由静止释放，穿过采用双线绕法的通电线圈，此过程中条形磁铁做( ) A．减速运动 B．匀速运动 C．自由落体运 D．变加速运动 4．如图所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是完全相同的两个灯泡。当开关S闭合时，下列说法中正确的是( ) A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭 B．B灯比A灯先亮，然后B灯熄灭 C．A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 D．A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 5．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮。最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( ) A．图甲中，A1与L1的电阻值相同 B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C．图乙中，变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻值相同 D．图乙中，闭合S2瞬间，通过L2的电流与通过变阻器R的电流相等 二、多项选择题 6．在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小。闭合开关S，使电路达到稳定，则( ) A．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开开关S，灯泡A将先变得