1、6互感和自感知识内容互感和自感考试要求必考加试b课时要求1.了解互感现象及其应用2知道自感现象及产生原因3知道自感系数的决定因素，知道自感系数的单位4理解自感电动势的作用，会解释自感现象5了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止.一、通电自感现象导学探究如图1所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同？根据楞次定律分析现象产生的原因图1答案现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通
2、量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势方向与原来的电流方向相反，线圈中感应电动势阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间知识梳理1自感现象的产生：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它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做自感电动势2当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大，但不能阻止电流的变化二、断电自感现象导学探究如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关图2(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯
3、泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析产生上述两种现象的原因是什么？答案(1)S闭合时，灯泡A中电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反(2)在电源断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比灯泡中原来的电流大要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻而当线圈电阻大于等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭知识梳理对断电自感现象的认识(1)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；(2)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若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前通过灯
4、泡的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于等于断开开关前通过灯泡的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗(3)自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化三、自感系数导学探究如图3所示，李辉在断开正在工作的电动机开关时，会产生电火花，这是为什么？图3答案电动机中的线圈匝数很多，当电路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电火花知识梳理1自感系数：简称自感或电感单位：亨利，符号：H.2自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关即学即用1判断下列说法的正误(1)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反()(2)线圈的自感系数与电
5、流大小无关，与电流的变化率有关()(3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势()2如图4所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯_亮，B灯_亮当S断开时，A灯_熄灭，B灯_熄灭(填“立即”或“慢慢”)图4答案慢慢立即慢慢慢慢一、互感现象的理解与应用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，这种现象叫互感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，如变压器、收音机的磁性天线例1(多选)如图5所示，是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C
6、线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放则 ()图5A由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D如果断开B线圈的开关S2，延时将变化答案BC解析线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生，随S1的断开而消失当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误二、自感现象的分析例2如图6所示，
7、电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 ()图6A闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些B闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些C断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭D断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭答案D解析由于灯泡LA与线圈L串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮，由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些，A、B错误当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，
8、电流从IA开始减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确自感线圈对电流的变化有阻碍作用，具体表现为：(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路.(2)断电时，自感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变(必须有闭合回路).(3)电流稳定时自感线圈相当于导体，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线.例3(2017嘉兴高二检测)如图7所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是()图7Aa点电势高于b点，A灯变亮后缓慢熄灭Bb点电势高于a点，B、C灯变亮后
9、缓慢熄灭Ca点电势高于b点，B、C灯变亮后缓慢熄灭Db点电势高于a点，B、C灯不会变亮只是缓慢熄灭答案B解析开关闭合稳定时，流过灯泡A的电流大于流过灯泡B、C的电流，开关由闭合到断开瞬间，灯泡B、C原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍灯泡A的电流减小，并与灯泡B、C组成回路，b点电势高于a点，原来两支路电流不相等，则开关断开瞬间，电流都从原来灯泡A的电流值开始减小，所以三灯均过一会儿才熄灭，而流过灯泡B、C的电流比原来大，故灯泡B、C变亮后缓慢熄灭针对训练(2017温州中学高二期中)如图8所示，自感线圈电阻可忽略，闭合开关S，电路稳定后，同样规格的两个小灯泡A1、A2都正常发光，然后断
10、开开关图8(1)再次闭合开关时，两个灯泡的亮度变化情况为：_.(2)闭合开关使两个灯泡正常发光后，再断开开关，A2灯泡_(填“马上”或“延迟”)熄灭，流过A2灯泡的电流方向为_(填“向左”或“向右”)答案(1)A2立刻亮起来，A1缓慢亮起来(2)延迟向左三、自感现象中的图象问题例4如图9所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是()图9答案D解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，
11、使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对1断电时，若自感线圈能组成闭合回路，自感线圈处电流由原值逐渐减小，不能发生突变，而且电流方向也不变；若自感线圈不能组成闭合回路，自感线圈处电流立即变为零2断电前后，无线圈的支路要注意电流方向是否变化1(互感现象的理解)(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答案BD解析两个线圈之
12、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；互感现象并非都是有益的，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2(对自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是()A电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大答案B解析电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大，A错，B对；线圈中电流为零时，电流的变化率不一定为零，自感电动势不一定为零，故C错；当通过线圈的电流
13、最大时，若电流的变化率为零，自感电动势为零，故D错3(自感现象的分析)(多选)如图10所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么()图10A合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭B合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮C断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭D断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭答案AD解析合上S，线圈中会产生自感电动势，故线圈中电流只能缓慢增大，故A、B一起亮，然后A变暗后熄灭，B更亮，故A正确，B错误；断开S，线圈中产生自感电动势，通过A构成闭合回路，故线圈中电流只能缓慢减小，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭，故C错误，D正确4(自感现象中的图象
14、问题)在如图11所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调节R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后断开S，若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，能正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()图11答案B解析与滑动变阻器R串联的L2，没有自感现象，直接变亮，电流变化图象如A中图线，C、D错误与带铁芯的电感线圈串联的L1，由于自感现象，电流逐渐变大，A错误，B正确考点一互感现象的理解与应用1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
15、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()答案D2(多选)无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出过一种非接触式电源供应系统这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1所示下列说法正确的是()图1A若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势CA中电流越大，B中感应电动势越大DA中电流变化越快，B中感应电动势越大答案BD解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈中才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大
16、小取决于磁通量的变化率，所以C错，D对考点二自感现象的分析3(2016宁波选考模拟)如图2所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则()图2A闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮B闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮C闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势D闭合开关S稳定后，断开S，L没有自感电动势答案B解析L1与线圈相连，闭合开关后线圈发生自感现象，L1逐渐变亮，L2与滑动变阻器相连，闭合开关后，L2立刻变亮，选项A错误，B正确；自感现象在开关闭合和断开的时候发生，电路稳定后，线圈中没有自感电
17、动势，选项C、D错误4(2016茅盾中学月考)如图3所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()图3AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，三个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭答案A解析因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭S闭合时，B灯先不太亮，然后变亮，B错误电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误5(2017慈溪高二上学期期中联考)如图4所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小
18、灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()图4A灯A立即熄灭B灯A慢慢熄灭C灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案A解析当断开开关S的瞬间，线圈产生自感电动势，但是线圈与灯泡A在开关断开后，不能形成回路，则灯A立即熄灭故A正确，B、C、D错误6(2017余姚中学高二上学期期中)如图5所示，电灯的灯丝电阻为2 ，电池电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3 .先合上电键K，过一段时间突然断开，则下列说法中正确的有()图5A电灯立即熄灭B电灯突然比原来暗一下再熄灭C电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电
19、灯中电流方向与K断开前方向相反答案B解析当突然断开K，线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流由ba，与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比电灯电阻大，断开前通过线圈的电流小于通过电灯的电流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭，B正确，A、C、D错误7(2017温州高二检测)在如图6所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是()图6AG1和G2指针都立即回到零点BG1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点CG1指针缓慢地回到零点，而G2指针先立即偏向
20、左方，然后缓慢地回到零点DG2指针缓慢地回到零点，而G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点答案D解析根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏，那么，电流方向自左向右时，电流表指针应向左偏当开关S断开的瞬间，G1中原电流立即消失，而对于G2所在支路，由于线圈L的自感作用，阻碍电流不能立即消失，自感电流沿L、G2、G1的方向，在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，此时G1中的电流和原电流方向相反，变为自左向右，且与G2中的电流同时缓慢减为零，故选项D正确8(2017东阳中学高二下学期期中)如图7所示电路中，P、Q两灯相同，电感线圈L的电阻不计
21、，下列说法正确的是()图7A当开关S由闭合突然断开的瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭B当开关S由断开突然接通的瞬间，P、Q同时达到正常发光C当开关S由闭合突然断开的瞬间，通过P的电流从右向左D当开关S由闭合突然断开的瞬间，通过Q的电流与原来方向相反答案C9如图8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，在实验完毕后，将电路拆去时应()图8A先断开开关S1B先断开开关S2C先拆去电流表D先拆去电阻R答案B解析当开关S1、S2闭合稳定后，线圈中的电流由ab，电压表右端为“”极，左端为“”极，指针正向偏转，先断开开关S1或先拆去电流表A
22、或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表，故应先断开开关S2，故选B.10(2017舟山高二检测)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图9所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他苦思冥想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()图9A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线
23、圈的自感系数较大答案C解析开关断开时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，故A错误；若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故B错误；线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故C正确；线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，故D错误考点三自感现象中的图象问题11(多选)如图10所示的电路中，灯泡LA、LB电阻相同，自感线圈L的电阻跟
24、灯泡相差不大先接通S，使电路达到稳定状态，再断开S.对于电流随时间变化的图象，正确的是()图10答案BD12如图11所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开开关S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()图11答案B解析在t0时刻闭合开关S，由于电感线圈L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定后，电源输出电流较大，路端电压较低在tt1时刻断开开关S，电感线圈L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中正确的是选项B.