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1、第二章电磁感应第四节互感和自感第四节互感和自感学习学习任务任务必备知识自主预习储备01 知识梳理知识梳理 知识点一互感现象知识点一互感现象当当线线圈圈A中中电电流流发发生生变变化化时时，它它产产生生的的变变化化的的磁磁场场在在线线圈圈B中中激激发发出出了了_。根根据据_思思想想，线线圈圈B中中感感应应电电流流的的变变化化，同同时时也也会会在在线线圈圈A中中产产生生相相应应的的感感应应电电动动势势。这这种种现现象象称称为为互互感感，所所产产生生的的感感应应电电动动势势称称为为_。互互感感现现象象也也可可以以发发生生在在两两个个互互相相靠近的靠近的_之间。之间。感应电动势感应电动势对称性对称性互感
2、电动势互感电动势电路电路知识点二自感现象知识点二自感现象1自自感感现现象象：当当线线圈圈中中的的电电流流发发生生变变化化时时，线线圈圈本本身身产产生生的的_，阻碍原来电流变化的现象。，阻碍原来电流变化的现象。2通电自感和断电通电自感和断电自感自感项目项目电路电路现象现象自感电动势的作用自感电动势的作用通电通电自感自感接接通通电电源源的的瞬瞬间间，灯灯泡泡A1_电流的增加电流的增加感应感应电动势电动势较慢地亮起来较慢地亮起来阻碍阻碍3自感电动势自感电动势在自感现象中产生的感应电动势。在自感现象中产生的感应电动势。项目项目电路电路现象现象自感电动势的作用自感电动势的作用断电断电自感自感断断开开开开
3、关关的的瞬瞬间间，灯泡灯泡A_电流的减小电流的减小逐渐变暗逐渐变暗阻碍阻碍知识点三自感系数知识点三自感系数1定义定义：描述：描述_自身特性的物理量，又称自感或电感。自身特性的物理量，又称自感或电感。2物理意义物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。3大大小小的的决决定定因因素素：与与线线圈圈的的大大小小、形形状状、匝匝数数以以及及有有无无_等等因因素有关。素有关。4单单位位：国国际际单单位位是是亨亨利利，简简称称亨亨，符符号号是是_，常常用用的的还还有有毫毫亨亨(mH)和微亨和微亨(H)，1 H_ mH_ H。通电线圈通电线圈铁芯铁芯H103
4、106知识点四生活、生产中的自感现象知识点四生活、生产中的自感现象1自自感感现现象象广广泛泛地地存存在在于于生生活活、生生产产之之中中。人人们们常常常常利利用用自自感感现现象象，比比如如通通过过断断电电自自感感来来产产生生_，日日光光灯灯、汽汽车车发发动动机机点点火火器器、_等都利用了这一原理。等都利用了这一原理。2自自感感现现象象也也会会产产生生危危害害，生生产产中中的的大大型型电电动动机机一一般般都都有有自自感感系系数数很很大大的的线线圈圈。当当电电路路中中开开关关断断开开时时，线线圈圈会会产产生生很很大大的的自自感感电电动动势势，使使开开关关的的闸闸刀刀和和固固定定夹夹片片之之间间的的空
5、空气气电电离离而而变变成成导导体体，形形成成_。这这不不仅仅会会烧烧坏坏开开关关，甚甚至至还还会会危危害害到到操操作作人人员员的的安安全全，因因此此，切切断断这种电路时必须采用特制的这种电路时必须采用特制的_。高压高压煤气灶电子点火器煤气灶电子点火器电弧电弧安全开关安全开关 基础自测基础自测 1思考判断思考判断(正确的画正确的画“”“”，错误的画，错误的画“”“”)(1)自感现象是由于导体本身的电流发生变化自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象而产生的电磁感应现象。()(2)线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反。线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向
6、相反。()(3)线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关。线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关。()(4)线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定。线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定。()(5)当当电电流流增增加加时时，自自感感电电动动势势的的方方向向与与原原来来的的电电流流反反向向，当当电电流流减减小小时时与与原原来来的电流同向。的电流同向。()3(多多选选)如如图图所所示示，带带铁铁芯芯的的自自感感线线圈圈的的电电阻阻与与电电阻阻R的的阻阻值值相相同同，A1和和A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是是两个完全相同的电流表，则下列说法中
7、正确的是()A闭合闭合S瞬间，电流表瞬间，电流表A1示数小于示数小于A2示数示数B闭合闭合S瞬间，电流表瞬间，电流表A1示数等于示数等于A2示数示数C断开断开S瞬间，电流表瞬间，电流表A1示数大于示数大于A2示数示数D断开断开S瞬间，电流表瞬间，电流表A1示数等于示数等于A2示数示数AD 闭闭合合S瞬瞬间间，由由于于自自感感线线圈圈L的的阻阻碍碍，使使得得I1I2，电电流流表表A1示示数数小小于于A2示示数数，A正正确确，B错错误误；断断开开S瞬瞬间间，自自感感线线圈圈L与与R形形成成闭闭合合回回路路，因因此电流表此电流表A1示数等于示数等于A2示数，示数，C错误，错误，D正确。正确。关键能力
8、情境探究达成02考点1互感现象的理解考点2自感现象的理解考点3通电自感与断电自感问题(1)如图所示为一小型变压器，其两线圈并不连接如图所示为一小型变压器，其两线圈并不连接，它们它们是怎样完成能量传递的？是怎样完成能量传递的？提示：提示：通过互感，能量从一个线圈传递到另一线圈。通过互感，能量从一个线圈传递到另一线圈。(2)如如图图所所示示，在在演演示示断断电电自自感感实实验验时时，有有时时灯灯泡泡D会会闪闪亮亮一一下下，然后逐渐熄灭，你能说出是什么原因导致的吗？，然后逐渐熄灭，你能说出是什么原因导致的吗？提示提示：若线圈若线圈L的阻值的阻值RL小于灯泡阻值小于灯泡阻值R0时，时，断电前断电前稳定
9、状态稳定状态下电流下电流ILID。断电后。断电后L与与D构成回路，构成回路，断电断电瞬瞬间间由由于于自自感感现现象象，IL将将延延迟迟减减弱弱，则则流流过过灯灯泡泡D的的电电流流为为IL大于原电流，所以会使灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭大于原电流，所以会使灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭。考点考点1互感现象的理解互感现象的理解1互互感感现现象象是是一一种种常常见见的的电电磁磁感感应应现现象象，它它不不仅仅发发生生于于绕绕在在同同一一铁铁芯芯上上的的两两个个线线圈圈之之间间，而而且且可可以以发发生生于于任任何何相相互互靠靠近近的的电电路路之间。之间。2互互感感现现象象可可以以把把能能量量由由一一个个电电路路传
10、传到到另另一一个个电电路路。变变压压器器就就是利用互感现象制成的。是利用互感现象制成的。3在在电电力力工工程程和和电电子子电电路路中中，互互感感现现象象有有时时会会影影响响电电路路的的正正常常工作，这时要求设法减小电路间的互感。工作，这时要求设法减小电路间的互感。【典例【典例1】(多选多选)如图所示是一种延时装置如图所示是一种延时装置的原的原理图理图，当，当S1闭合时，电磁铁闭合时，电磁铁F将衔铁将衔铁D吸下，吸下，C线线路路接通，当接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，断开时，由于电磁感应作用，D将将延迟延迟一段时间才被释放。则一段时间才被释放。则()A由于由于A线圈的电磁感应作用，才产生延
11、时释放线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用的作用B由于由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用的作用C如果断开如果断开B线圈的开关线圈的开关S2，无延时作用，无延时作用D如果断开如果断开B线圈的开关线圈的开关S2，延时时间变，延时时间变长长BC 线线 圈圈 A中中 的的 磁磁 场场 随随 开开 关关 S1的的 闭闭 合合 而而 产产 生生，随随 S1的的断断开开而而消消失失。当当S1闭闭合合时时，线线圈圈A中中的的磁磁场场穿穿过过线线圈圈B，当当S2闭闭合合、S1断断开开时时，线线圈圈A在在线线圈圈B中中的的磁磁场场变变弱弱，线线圈圈B中中有有感
12、感应应电电流流，B中中电电流流产产生生的的磁磁场场继继续续吸吸引引D而而起起到到延延时时的的作作用用，所所以以选选项项B正正确确，A错错误误；若若S2断断开开，线线圈圈B中中不不产产生生感感应应电电流流而而起起不不到到延延时时作作用用，所所以以选选项项C正正确确，D错误。错误。当当S1、S2均均闭闭合合时时，电电磁磁铁铁F将将衔衔铁铁D吸吸下下，C电电路路接接通通，当当S1断断开开时时，线线圈圈B中中的的磁磁通通量量变变化化，从从而而出出现现感感应应电电流流，致致使使电电磁磁铁铁F仍仍有有磁磁性性，延延迟迟一一段段时时间间衔衔铁铁D才才被被释释放放，若若S2处处于于断断开开状状态态，当当S1断
13、开时，线圈断开时，线圈B中不会有感应电流，则不会出现延迟现象。中不会有感应电流，则不会出现延迟现象。跟进训练跟进训练 1(2022上上海海复复旦旦附附中中高高二二期期末末)如如图图所所示示，1831年年法法拉拉第第把把两两个个线线圈圈绕绕在在一一个个铁铁环环上上，A线线圈圈与与电电源源、滑滑动动变变阻阻器器R组组成成一一个个回回路路，B线线圈圈与与开开关关S、电电流流表表G组组成成另另一一个个回回路路。通通过过多多次次实实验验，法法拉拉第第终终于于总总结结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是()A闭合开关闭合开关S的瞬间，电流表的瞬间
14、，电流表G中有中有ab的感应电流的感应电流B闭合开关闭合开关S的瞬间，电流表的瞬间，电流表G中有中有ba的感应电流的感应电流C闭合开关闭合开关S后，在减小电阻后，在减小电阻R的过程中，电流表的过程中，电流表G中中有有ab的感应电流的感应电流D闭闭合合开开关关S后后，在在减减小小电电阻阻R的的过过程程中中，电电流流表表G中中有有ba的的感感应应电流电流C 闭闭合合与与断断开开开开关关S的的瞬瞬间间，穿穿过过线线圈圈B的的磁磁通通量量都都不不发发生生变变化化，电电流流表表G中中均均无无感感应应电电流流，故故A、B错错误误；闭闭合合开开关关S后后，在在减减小小电电阻阻R的的过过程程中中，电电流流增增
15、大大，则则通通过过线线圈圈B的的磁磁通通量量增增大大，根根据据右右手手螺螺旋旋定定则则可可确确定定穿穿过过线线圈圈B的的磁磁场场方方向向，再再根根据据楞楞次次定定律律可可知知电电流流表表G中中有有ab的感应电流，故的感应电流，故C正确，正确，D错误。错误。考点考点2自感现象的理解自感现象的理解1对对自自感感现现象象的的理理解解：自自感感现现象象是是一一种种电电磁磁感感应应现现象象，遵遵从从法法拉拉第第电电磁感应定律和楞次定律。磁感应定律和楞次定律。2对自感电动势的理解对自感电动势的理解(1)产产生生原原因因：通通过过线线圈圈的的电电流流发发生生变变化化，导导致致穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量
16、发发生生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。变化，因而在原线圈上产生感应电动势。(2)自自感感电电动动势势的的方方向向：当当原原电电流流增增大大时时，自自感感电电动动势势的的方方向向与与原原电电流流方方向向相相反反；当当原原电电流流减减小小时时，自自感感电电动动势势方方向向与与原原电电流流方方向向相相同同(增增反反减同减同)。(3)自自感感电电动动势势的的作作用用：阻阻碍碍原原电电流流的的变变化化，而而不不是是阻阻止止，电电流流仍仍在在变变化化，只只是是使使原原电电流流的变化时间变的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。长，即总是起着推迟电流变化的作用。3对电感线圈阻碍作用的理解对电感线圈阻碍作用的理解(1)若若电电路路中中的的电电流流正正在在改改变变，电电感感线线圈圈会会产产生生自自感感电电动动势势阻阻碍碍电电路路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变。中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变。(2)若若电电路路中中的的电电流流是是稳稳定定的的，电电感感线线圈圈相相当当于于一一段段导导线线，其其阻阻碍碍作作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。用是由绕制线圈的导线的电阻引
