4互感和自感[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解互感現(xiàn)象及其應(yīng)用.2.能夠通過電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象.3.了解自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式E＝Leq\f(ΔI,Δt)，知道自感系數(shù)的決定因素.4.了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化．一、互感現(xiàn)象1．互感和互感電動(dòng)勢(shì)：兩個(gè)相互靠近且沒有導(dǎo)線相連的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的____________時(shí)，它所產(chǎn)生的______________會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生____________，這種現(xiàn)象叫作互感，這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作____________．2．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把________由一個(gè)線圈傳遞到________________，如變壓器就是利用____________制成的．3．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)____________的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作．二、自感現(xiàn)象當(dāng)一個(gè)線圈中的________變化時(shí)，它所產(chǎn)生的____________在____________激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為自感．由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作____________．三、自感系數(shù)1．自感電動(dòng)勢(shì)：E＝________，其中eq\f(ΔI,Δt)是________________________；L是____________，簡稱自感或電感．單位：________，符號(hào)：____.2．自感系數(shù)與線圈的________、________、______，以及是否有________等因素有關(guān)．四、磁場(chǎng)的能量1．線圈中電流從無到有時(shí)，磁場(chǎng)從無到有，電源把能量輸送給_______，儲(chǔ)存在______中．2．線圈中電流減小時(shí)，________中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能．3．自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙線圈中____________的性質(zhì)．1．判斷下列說法的正誤．(1)自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定與原電流方向相反．()(2)線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù)一定較大．()(3)對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大．()(4)沒有發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)，即使有磁場(chǎng)也不會(huì)儲(chǔ)存能量．()(5)線圈的自感系數(shù)與電流大小無關(guān)，與電流的變化率有關(guān)．()2．如圖所示，電路中電源內(nèi)阻不能忽略，L的自感系數(shù)很大，其直流電阻忽略不計(jì)，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時(shí)，A燈________變亮，B燈________變亮．當(dāng)S斷開時(shí)，A燈________熄滅，B燈________熄滅．(均選填“立即”或“緩慢”)一、互感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？知識(shí)深化1．當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)就發(fā)生變化，變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，在感生電場(chǎng)的作用下，另一個(gè)線圈中的自由電荷定向運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．2．一個(gè)線圈中電流變化越快(電流的變化率越大)，另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大．3．應(yīng)用與危害(1)應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的磁性天線都是利用互感現(xiàn)象制成的．(2)危害：在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感．例如在電路板刻制時(shí)就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象．例1(多選)(2022·惠州市第一次調(diào)研)目前無線電力傳輸已經(jīng)比較成熟，如圖所示為一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)．這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力，兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置，原理示意圖如圖所示．利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)進(jìn)行無線充電．下列說法正確的是()A．只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C．A中電流越大，B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D．A中電流變化越快，B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大二、自感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究1．按照如圖所示電路圖連接電路．(1)開關(guān)S接通時(shí)，燈泡1和2的發(fā)光情況有什么不同？(2)根據(jù)楞次定律結(jié)合電路圖分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．2.按照如圖所示電路圖連接電路．(1)若燈泡的電阻小于線圈L的直流電阻，先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，穩(wěn)定后斷開開關(guān)．觀察開關(guān)斷開時(shí)燈泡的亮度變化，并解釋原因．若燈泡電阻大于線圈L的直流電阻，燈泡的亮度如何變化？(2)開關(guān)斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？知識(shí)深化1．對(duì)自感現(xiàn)象的理解自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．2．對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解(1)產(chǎn)生原因通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．(2)自感電動(dòng)勢(shì)的方向當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同(即：增反減同)．(3)自感電動(dòng)勢(shì)的作用阻礙原電流的變化，而不是阻止，原電流仍在變化，只是使原電流的變化時(shí)間變長，即總是起著推遲電流變化的作用．3．對(duì)電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電路中電流的變化，使通過電感線圈的電流不能突變．(2)若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的．(3)線圈通電和斷電時(shí)線圈中電流的變化規(guī)律如圖．考向1通電自感現(xiàn)象例2如圖所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時(shí)，下列說法正確的是(線圈L的自感系數(shù)很大，直流電阻較小)()A．A比B先亮，然后A逐漸熄滅B．B比A先亮，然后B逐漸變暗C．A、B一起亮，然后A逐漸熄滅D．A、B一起亮，然后B逐漸熄滅考向2斷電自感現(xiàn)象例3(2022·哈爾濱三中高二月考)如圖是用于觀察自感現(xiàn)象的電路圖，設(shè)線圈L的自感系數(shù)較大，線圈的直流電阻RL與燈泡的電阻R滿足RL>R，則在開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間，可以觀察到()A．燈泡立即熄滅B．燈泡逐漸熄滅C．燈泡有閃亮現(xiàn)象D．只有在RL>R時(shí)，才會(huì)看到燈泡有明顯的閃亮現(xiàn)象例4在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合且穩(wěn)定后流過自感線圈的電流是2A，流過燈泡D的電流是1A，現(xiàn)將開關(guān)S突然斷開，能正確反映流過燈泡的電流i在開關(guān)S斷開前后隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像是()三、自感系數(shù)和磁場(chǎng)的能量導(dǎo)學(xué)探究(1)自感電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)？(2)在斷電自感現(xiàn)象中，斷開開關(guān)后，燈泡仍然亮一會(huì)，是否違背能量守恒定律？知識(shí)深化1．自感電動(dòng)勢(shì)(1)表達(dá)式：E＝Leq\f(ΔI,Δt).(2)理解：①公式中eq\f(ΔI,Δt)為電流的變化率，電流變化越快，電流變化率越大，自感電動(dòng)勢(shì)也越大．②公式中L為