(教参)第二章 4 互感和自感-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

4　互感和自感 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 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 科学探究：通过实验，了解自感现象 1．了解互感现象，分析通电自感和断电自感现象 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 (见学生用书P47) 知识点一　互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，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．产生原因：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。 3．应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的。 4．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。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)互感现象可以发生在任何两个相互靠近的闭合电路之间。(　√　) (2)利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。(　√　) (3)一个线圈中的电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大。(　√　) 2．思考题：举例说明互感现象在生活中的应用。 答案：手机无线充电、变压器等。 知识点二　自感现象 1．自感和自感电动势：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，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 (1)通电自感现象：当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从0逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大。 (2)断电自感现象：当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。在断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小。 2．自感电动势公式：E＝L，其中是电流的变化率，L是自感系数。 3．自感系数L：自感系数简称自感或电感，单位是亨利，符号是H。1 H＝1×103 mH＝1×106 μH。 (1)不同的线圈，在电流变化率相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。 (2)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。线圈的长度越长，面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数就越大。线圈中有铁芯时比无铁芯时自感系数大。 4．磁场的能量 (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。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)自感现象也是电磁感应现象，也符合楞次定律，可表述为自感电动势总要阻碍引起自感电动势的原电流的变化。(　√　) (2)当电流稳定时，自感线圈相当于电阻(若直流电阻为0，相当于导线)。(　√　) (3)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。(　　) 2．思考题：在断电自感现象中，产生的自感电流大小能大于线圈中原来电流大小吗？为什么？ 答案：不能。否则，违背能量守恒定律。 (见学生用书P48) 　　类型一　互感现象 目前手机的无线充电技术(如图甲所示)已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是(　D　) 　　 A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势 B．若线圈A中输入变化的电流，则线圈B中产生的感应电动势也会发生变化 C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大 D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大 解析：根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，线圈A会产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律E＝n，则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；若线圈A中输入的电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中磁通量不发生变化，则不会产生感应电动势，故C错误；线圈A中输入的电流变化越快，则线圈A中电流产生的磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律E＝n，线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。 无线充电技术能实现能量的无线传输，如图所示，无线充电设备正在给手机充电。下列关于无线充电的说法正确的是(　B　) A．充电的原理主要利用了自感 B．充电设