人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE24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.了解自感電動勢的表達(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．互感和互感電動勢：兩個相互靠近且沒有導(dǎo)線相連的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫作互感，這種感應(yīng)電動勢叫作互感電動勢．2．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的．3．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作．二、自感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同樣也在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感．由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．三、自感系數(shù)1．自感電動勢：E＝Leq\f(ΔI,Δt)，其中eq\f(ΔI,Δt)是電流的變化率；L是自感系數(shù)，簡稱自感或電感．單位：亨利，符號：H.2．自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù)，以及是否有鐵芯等因素有關(guān)．四、磁場的能量1．線圈中電流從無到有時，磁場從無到有，電源把能量輸送給磁場，儲存在磁場中．2．線圈中電流減小時，磁場中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能．3．自感電動勢有阻礙線圈中電流變化的性質(zhì)．1．判斷下列說法的正誤．(1)兩個線圈相距較近時，可以產(chǎn)生互感現(xiàn)象，相距較遠(yuǎn)時，不產(chǎn)生互感現(xiàn)象．(×)(2)自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一定與原電流方向相反．(×)(3)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)．(×)(4)對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感電動勢也較大．(√)(5)沒有發(fā)生自感現(xiàn)象時，即使有磁場也不會儲存能量．(×)2．如圖1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，A、B為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時，A燈________變亮，B燈________變亮．當(dāng)S斷開時，A燈________熄滅，B燈________熄滅．(均選填“立即”或“緩慢”)圖1〖答案〗緩慢立即緩慢緩慢一、互感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？圖2〖答案〗兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會使穿過另一個線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．知識深化1．當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電荷定向運(yùn)動，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．2．一個線圈中電流變化越快(電流的變化率越大)，另一個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．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)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感．例如在電路板刻制時就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象．(多選)(2020·天津卷)手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式．如圖3所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量．當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電．在充電過程中()圖3A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C．送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞D．手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失〖答案〗AC〖解析〗送電線圈中通入的是正弦式交變電流，故產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流也是周期性變化的，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，故A正確，B錯誤；送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，故C正確；有一部分能量會以電磁波的形式散發(fā)到周圍的空間中損失掉，也有一部分能量轉(zhuǎn)化為手機(jī)的內(nèi)能損失掉，故D錯誤．針對訓(xùn)練如圖4所示，在同一鐵芯上繞著兩個線圈A、B，單刀雙擲開關(guān)原來接“1”，現(xiàn)在把它從“1”扳向“2”．則在此過程中，電阻R中的電流方向是()圖4A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始終由Q→PD．始終由P→Q〖答案〗A〖解析〗由于A線圈產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，B線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是互感．將開關(guān)由“1”扳到“2”的過程中，分兩個階段來分析電阻R上的電流方向．(1)在線圈A中電流沿原方向減小的過程中，線圈A的磁場自右向左也跟著減弱，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量減少．由楞次定律知，線圈B中會產(chǎn)生由P→Q的感應(yīng)電流；(2)在線圈A中電流沿原方向增大的過程中，線圈A的磁場自右向左也跟著增強(qiáng)，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量增加．由楞次定律知，線圈B中會產(chǎn)生由Q→P的電流．綜上分析可知，全過程中流過電阻R的電流方向先是由P→Q，然后是由Q→P，所以A正確．二、自感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究1．按照圖5連接電路．(1)開關(guān)S接通時，燈泡1和2的發(fā)光情況有什么不同？圖5(2)利用已學(xué)知識解釋該現(xiàn)象．〖答案〗(1)燈泡2立即發(fā)光，而燈泡1是逐漸亮起來的．(2)接通電源的瞬間，電流增加，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢會阻礙電流的增加，所以燈泡1慢慢地亮起來．2．按照圖6連接電路．(1)先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，穩(wěn)定后斷開開關(guān)．觀察并說明開關(guān)斷開時燈泡的亮度．圖6(2)利用已學(xué)知識解釋該現(xiàn)象．〖答案〗(1)燈泡逐漸熄滅．(2)開關(guān)斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢阻礙線圈L中的電流減小，線圈中產(chǎn)生與原方向相同的電流，與燈泡構(gòu)成閉合回路，所以燈泡不是馬上熄滅，而是慢慢熄滅．知識深化1．對自感現(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．對自感電動勢的理解(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)電動勢．(2)自感電動勢的方向當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同(即：增反減同)．(3)自感電動勢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間變長，即總是起著推遲電流變化的作用．3．對電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢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)線圈通電和斷電時線圈中電流的變化規(guī)律如圖7.圖7考向1通電自感現(xiàn)象如圖8所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，A、B為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時，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)()圖8A．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〖答案〗B〖解析〗S閉合時，線圈上產(chǎn)生很大的自感電動勢，阻礙電流的增大，所以B比A先亮，電路穩(wěn)定后線圈L的直流電阻較小，故流過B燈支路的電流變小，所以B燈逐漸變暗，故B正確．考向2斷電自感現(xiàn)象如圖9所示，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，小燈泡A和B均正常發(fā)光，小燈泡A的電阻大于線圈L的直流電阻，現(xiàn)斷開開關(guān)S，以下說法正確的是()圖9A．小燈泡A越來越暗，直到熄滅B．小燈泡B越來越暗，直到熄滅C．線圈L中的電流會立即消失D．線圈L中的電流過一會再消失，且方向向右〖答案〗D〖解析〗S斷開瞬間，B立即熄滅．由于小燈泡A的電阻大于線圈L的直流電阻，所以S斷開前線圈的電流大于小燈泡A中的電流．S斷開瞬間，線圈中出現(xiàn)自感電動勢，從而阻礙電流的減小，線圈中的電流方向不變，但大小由原電流逐漸減小，即線圈L中的電流過一會再消失，且方向向右，因L和A組成新的回路，所以A先亮一下，然后慢慢熄滅，故D正確．在如圖10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斷開前后隨時間t變化關(guān)系的圖像是()圖10〖答案〗D〖解析〗開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A．開關(guān)S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的自感電流，使線圈中的電流從2A逐漸減小，方向不變，且與燈泡D構(gòu)成閉合回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，故D對．三、自感電動勢和自感系數(shù)導(dǎo)學(xué)探究自感電動勢的大小與哪些因素有關(guān)？自感系數(shù)與哪些因素有關(guān)？〖答案〗根據(jù)公式E＝Leq\f(ΔI,Δt)可知，自感電動勢與自感系數(shù)和電流的變化率有關(guān)．自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及有無鐵芯等因素有關(guān)．知識深化1．自感電動勢(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，自感電動勢也越大．②公式中L為線圈的自感系數(shù)．2．自感系數(shù)關(guān)于自感現(xiàn)象、自感系數(shù)、自感電動勢，下列說法正確的是()A．當(dāng)線圈中通恒定電流時，線圈中沒有自感現(xiàn)象，線圈自感系數(shù)為零B．線圈中電流變化越快，線圈的自感系數(shù)越大C．自感電動勢與原電流方向相反D．對于確定的線圈，其產(chǎn)生的自感電動勢與其電流變化率成正比〖答案〗D〖解析〗當(dāng)線圈中通恒定電流時，線圈中沒有自感現(xiàn)象，不產(chǎn)生自感電動勢，但是線圈自感系數(shù)不為零，選項(xiàng)A錯誤；線圈中電流變化越快，產(chǎn)生的自感電動勢越大，線圈的自感系數(shù)與電流變化快慢無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)楞次定律，當(dāng)線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流增大，自感電動勢方向與原電流方向相反；當(dāng)線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流減小，自感電動勢方向與原電流方向相同，選項(xiàng)C錯誤；對于確定的線圈，自感系數(shù)L一定，其產(chǎn)生的自感電動勢與其電流變化率eq\f(ΔI,Δt)成正比，選項(xiàng)D正確．1．(互感現(xiàn)象)(多選)(2020·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11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，兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示．利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)對手機(jī)進(jìn)行無線充電．下列說法正確的是()圖11A．只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢C．A中電流越大，B中感應(yīng)電動勢越大D．A中電流變化越快，B中感應(yīng)電動勢越大〖答案〗BD〖解析〗根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，若A線圈中輸入恒定的電流，則A產(chǎn)生恒定的磁場，B中的磁通量不發(fā)生變化，B線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故A錯誤；若A線圈中輸入變化的電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，B線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，A線圈中電流變化越快，A線圈中電流產(chǎn)生的磁場變化越快，B線圈中感應(yīng)電動勢越大，故B、D正確，C錯誤．2．(自感系數(shù))(2020·株洲市高二上期中)關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下列說法正確的是()A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢就一定越大B．線圈中電流等于零時，自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定〖答案〗D〖解析〗線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的因素及有無鐵芯決定的，與有無電流、電流變化情況都沒有關(guān)系，故選項(xiàng)B、C錯誤，D正確；自感電動勢的大小除了與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的變化率有關(guān)，故選項(xiàng)A錯誤．3．(自感現(xiàn)象)(2020·四川成都外國語學(xué)校期中)如圖12所示，L是電感足夠大的線圈，其直流電阻可忽略不計，A和B是兩個參數(shù)相同的燈泡，若將開關(guān)S閉合，等燈泡亮度穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)S，則()圖12A．開關(guān)S閉合時，燈泡A比B先亮B．開關(guān)S閉合時，燈泡A、B同時亮，最后一樣亮C．開關(guān)S閉合后，燈泡A逐漸熄滅，燈泡B逐漸變亮，最后亮度保持不變D．開關(guān)S斷開瞬間，A、B閃亮一下逐漸熄滅〖答案〗C〖解析〗開關(guān)S閉合時，由于L的阻礙作用，電流從兩燈中流過，故兩燈同時亮，此后，有電流流過L，且流過L的電流逐漸增大，流過A的電流逐漸減小，電路穩(wěn)定后，燈泡A被短路而熄滅，B燈比原來更亮且最后亮度保持不變，故C正確，A、B錯誤；開關(guān)S斷開瞬間，B中電流消失，故立即熄滅，由于電感線圈中產(chǎn)生自感電動勢，且L和A構(gòu)成回路，所以A閃亮一下后逐漸熄滅，故D錯誤．4．(自感現(xiàn)象中的圖像問題)(多選)如圖13所示，用電流傳感器研究自感現(xiàn)象．電源內(nèi)阻不可忽略，線圈的自感系數(shù)較大，其直流電阻小于電阻R的阻值．t＝0時刻閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機(jī)分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖像．下列圖像中可能正確的是()圖13〖答案〗AD4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.了解自感電動勢的表達(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．互感和互感電動勢：兩個相互靠近且沒有導(dǎo)線相連的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫作互感，這種感應(yīng)電動勢叫作互感電動勢．2．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的．3．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作．二、自感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同樣也在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感．由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．三、自感系數(shù)1．自感電動勢：E＝Leq\f(ΔI,Δt)，其中eq\f(ΔI,Δt)是電流的變化率；L是自感系數(shù)，簡稱自感或電感．單位：亨利，符號：H.2．自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù)，以及是否有鐵芯等因素有關(guān)．四、磁場的能量1．線圈中電流從無到有時，磁場從無到有，電源把能量輸送給磁場，儲存在磁場中．2．線圈中電流減小時，磁場中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能．3．自感電動勢有阻礙線圈中電流變化的性質(zhì)．1．判斷下列說法的正誤．(1)兩個線圈相距較近時，可以產(chǎn)生互感現(xiàn)象，相距較遠(yuǎn)時，不產(chǎn)生互感現(xiàn)象．(×)(2)自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一定與原電流方向相反．(×)(3)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)．(×)(4)對于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時，線圈中的自感電動勢也較大．(√)(5)沒有發(fā)生自感現(xiàn)象時，即使有磁場也不會儲存能量．(×)2．如圖1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，A、B為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時，A燈________變亮，B燈________變亮．當(dāng)S斷開時，A燈________熄滅，B燈________熄滅．(均選填“立即”或“緩慢”)圖1〖答案〗緩慢立即緩慢緩慢一、互感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？圖2〖答案〗兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會使穿過另一個線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．知識深化1．當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電荷定向運(yùn)動，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．2．一個線圈中電流變化越快(電流的變化率越大)，另一個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．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)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感．例如在電路板刻制時就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象．(多選)(2020·天津卷)手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式．如圖3所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量．當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電．在充電過程中()圖3A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C．送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞D．手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失〖答案〗AC〖解析〗送電線圈中通入的是正弦式交變電流，故產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流也是周期性變化的，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，故A正確，B錯誤；送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，故C正確；有一部分能量會以電磁波的形式散發(fā)到周圍的空間中損失掉，也有一部分能量轉(zhuǎn)化為手機(jī)的內(nèi)能損失掉，故D錯誤．針對訓(xùn)練如圖4所示，在同一鐵芯上繞著兩個線圈A、B，單刀雙擲開關(guān)原來接“1”，現(xiàn)在把它從“1”扳向“2”．則在此過程中，電阻R中的電流方向是()圖4A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始終由Q→PD．始終由P→Q〖答案〗A〖解析〗由于A線圈產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，B線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是互感．將開關(guān)由“1”扳到“2”的過程中，分兩個階段來分析電阻R上的電流方向．(1)在線圈A中電流沿原方向減小的過程中，線圈A的磁場自右向左也跟著減弱，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量減少．由楞次定律知，線圈B中會產(chǎn)生由P→Q的感應(yīng)電流；(2)在線圈A中電流沿原方向增大的過程中，線圈A的磁場自右向左也跟著增強(qiáng)，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量增加．由楞次定律知，線圈B中會產(chǎn)生由Q→P的電流．綜上分析可知，全過程中流過電阻R的電流方向先是由P→Q，然后是由Q→P，所以A正確．二、自感現(xiàn)象導(dǎo)學(xué)探究1．按照圖5連接電路．(1)開關(guān)S接通時，燈泡1和2的發(fā)光情況有什么不同？圖5(2)利用已學(xué)知識解釋該現(xiàn)象．〖答案〗(1)燈泡2立即發(fā)光，而燈泡1是逐漸亮起來的．(2)接通電源的瞬間，電流增加，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢會阻礙電流的增加，所以燈泡1慢慢地亮起來．2．按照圖6連接電路．(1)先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，穩(wěn)定后斷開開關(guān)．觀察并說明開關(guān)斷開時燈泡的亮度．圖6(2)利用已學(xué)知識解釋該現(xiàn)象．〖答案〗(1)燈泡逐漸熄滅．(2)開關(guān)斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢阻礙線圈L中的電流減小，線圈中產(chǎn)生與原方向相同的電流，與燈泡構(gòu)成閉合回路，所以燈泡不是馬上熄滅，而是慢慢熄滅．知識深化1．對自感現(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．對自感電動勢的理解(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)電動勢．(2)自感電動勢的方向當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同(即：增反減同)．(3)自感電動勢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間變長，即總是起著推遲電流變化的作用．3．對電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢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)線圈通電和斷電時線圈中電流的變化規(guī)律如圖7.圖7考向1通電自感現(xiàn)象如圖8所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，A、B為兩個完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時，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)()圖8A．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〖答案〗B〖解析〗S閉合時，線圈上產(chǎn)生很大的自感電動勢，阻礙電流的增大，所以B比A先亮，電路穩(wěn)定后線圈L的直流電阻較小，故流過B燈支路的電流變小，所以B燈逐漸變暗，故B正確．考向2斷電自感現(xiàn)象如圖9所示，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，小燈泡A和B均正常發(fā)光，小燈泡A的電阻大于線圈L的直流電阻，現(xiàn)斷開開關(guān)S，以下說法正確的是()圖9A．小燈泡A越來越暗，直到熄滅B．小燈泡B越來越暗，直到熄滅C．線圈L中的電流會立即消失D．線圈L中的電流過一會再消失，且方向向右〖答案〗D〖解析〗S斷開瞬間，B立即熄滅．由于小燈泡A的電阻大于線圈L的直流電阻，所以S斷開前線圈的電流大于小燈泡A中的電流．S斷開瞬間，線圈中出現(xiàn)自感電動勢，從而阻礙電流的減小，線圈中的電流方向不變，但大小由原電流逐漸減小，即線圈L中的電流過一會再消失，且方向向右，因L和A組成新的回路，所以A先亮一下，然后慢慢熄滅，故D正確．在如圖10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斷開前后隨時間t變化關(guān)系的圖像是()圖10〖答案〗D〖解析〗開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A．開關(guān)S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的自感電流，使線圈中的電流從2A逐漸減小，方向不變，且與燈泡D構(gòu)成閉合回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，故D對．三、自感電動勢和自感系數(shù)導(dǎo)學(xué)探究自感電動勢的大小與哪些因素有關(guān)？自感系數(shù)與哪些因素有關(guān)？〖答案〗根據(jù)公式E＝Leq\f(ΔI,Δt)可知，自感電動勢與自感系數(shù)和電流的變化率有關(guān)．自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及有無鐵芯等因素有關(guān)．知識深化1．自感電動勢(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，自感電動勢也越大．②公式中L為線圈的自感系數(shù)．2．自感系數(shù)關(guān)于自感現(xiàn)象、自感系數(shù)、自感電動勢，下列說法正確的是()A．當(dāng)線圈中通恒定電流時，線圈中沒有自感現(xiàn)象，線圈自感系數(shù)為零B．線圈中電流變化越快，線圈的自感系數(shù)越大C．自感電動勢與原電流方向相反D．對于確定的線圈，其產(chǎn)生的自感電動勢與其電流變化率成正比〖答案〗D〖解析〗當(dāng)線圈中通恒定電流時，線圈中沒有自感現(xiàn)象，不產(chǎn)生自感電動勢，但是線圈自感系數(shù)不為零，選項(xiàng)A錯誤；線圈中電流變化越快，產(chǎn)生的自感電動勢越大，線圈的自感系數(shù)與電流變化快慢無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)楞次定律，當(dāng)線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流增大，自感電動勢方向與原電流方向相反；當(dāng)線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流減小，自感電動勢方向與原電流方向相同，選項(xiàng)C錯誤；對于確定的線圈，自感系數(shù)L一定，其產(chǎn)生的自感電動勢與其電流變化率eq\f(ΔI,Δt)成正比，選項(xiàng)D正確．1．(互感現(xiàn)象)(多選)(2020·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11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，兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示．利用