3/7第4節(jié)互感和自感(強(qiáng)基課—逐點(diǎn)理清物理觀念)課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn),了解自感現(xiàn)象。2.能舉例說明自感現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。1.了解互感現(xiàn)象及其應(yīng)用。2.了解自感現(xiàn)象,能夠通過電磁感應(yīng)的規(guī)律分析通電、斷電自感現(xiàn)象的成因。3.了解自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式,知道自感系數(shù)的決定因素,了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化。逐點(diǎn)清(一)互感現(xiàn)象[多維度理解]1．互感現(xiàn)象：兩個(gè)線圈之間沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生____________的現(xiàn)象。2．互感電動(dòng)勢(shì)：互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，變壓器就是利用________制成的。4．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)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(shí)會(huì)影響電路的正常工作。[全方位練明]1．如圖甲所示，A、B兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上，A環(huán)中電流iA隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法中正確的是()A．t1時(shí)刻，兩環(huán)間作用力最大B．t2和t3時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引C．t2時(shí)刻兩環(huán)相互吸引，t3時(shí)刻兩環(huán)相互排斥D．t3和t4時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引2．(多選)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。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．若A線圈中有電流，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)越大逐點(diǎn)清(二)自感現(xiàn)象[多維度理解]1．自感現(xiàn)象：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流________時(shí)，它所產(chǎn)生的________的磁場(chǎng)在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作______________。2．通電自感和斷電自感

電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的作用通電自感接通電源的瞬間,燈泡A1_______亮起來_______電流的增加斷電自感斷開開關(guān)的瞬間,燈泡A逐漸_______。有時(shí)燈泡A會(huì)_______一下,然后逐漸變暗_______電流的減小3．自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈中原電流的變化。(2)線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。(3)電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯。自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向。4．通電自感和斷電自感比較項(xiàng)目通電自感斷電自感自感電路器材規(guī)格A1、A2燈同規(guī)格,調(diào)節(jié)R=RL1,L1的自感系數(shù)較大L2的自感系數(shù)很大(有鐵芯)、電阻較小自感現(xiàn)象在S閉合瞬間,A2燈立即亮起來了,A1燈逐漸變亮,最終兩燈一樣亮在開關(guān)S斷開時(shí),A燈逐漸熄滅或先閃亮一下再逐漸熄滅自感時(shí)流經(jīng)燈泡的電流變化圖像接通開關(guān),流過燈泡A1的電流電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān),流過燈泡A的電流產(chǎn)生原因開關(guān)閉合時(shí),流過線圈L1的電流增大,線圈L1產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的增大,流過A1燈的電流增大很慢,又R=RL1斷開開關(guān)S時(shí),流過線圈L2的電流減小,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,通過L2的電流會(huì)通過A燈(與原來通過A燈的電流方向相反),A燈不會(huì)立即熄滅。若RL2<RA,原來的電流IL2>IA,則A燈熄滅前要閃亮一下;若RL2≥RA,原來的電流IL能量轉(zhuǎn)化有電能轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)1中的磁場(chǎng)能L2中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能自感中“閃亮”與“不閃亮”問題

與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮電流突然增大,燈泡立刻變亮,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,燈泡中電流方向不變?cè)O(shè)電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2①若I2≤I1,燈泡逐漸變暗;②若I2>I1,燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況燈泡中電流方向均改變[典例](2024·河南鄭州期末)如圖所示的電路中，A1、A2和A3是三個(gè)阻值恒為R的相同小燈泡，L是自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其直流電阻也為R。下列說法正確的是()A．S接通瞬間，A1最亮，穩(wěn)定后A1、A2和A3亮度相同B．S接通瞬間，A1最亮，穩(wěn)定后A1比A2、A3亮C．電路穩(wěn)定后，斷開S時(shí)，A1、A2和A3閃亮一下后一起熄滅D．電路穩(wěn)定后，斷開S時(shí)，A1閃亮一下再熄滅，A2和A3立即熄滅聽課記錄：[全方位練明]1．(2023·北京高考)如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡，開始時(shí)，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)()A．P與Q同時(shí)熄滅B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅D．P閃亮后再熄滅2．在如圖所示的電路中，兩個(gè)完全相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，調(diào)整R的滑片使L1和L2亮度一樣，此時(shí)通過兩個(gè)燈泡的電流均為I。在之后的t0時(shí)刻斷開S，則在下面的圖像中，能正確反映t0前后的一小段時(shí)間內(nèi)通過L1的電流i1和通過L2的電流i2隨時(shí)間t變化關(guān)系的是()逐點(diǎn)清(三)自感系數(shù)磁場(chǎng)的能量[多維度理解]1．自感系數(shù)(1)自感電動(dòng)勢(shì)的大小：E＝Leq\f(ΔI,Δt)，式中L是線圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱自感或電感。(2)單位：______，符號(hào)：______。常用的還有毫亨(mH)和微亨(μH)。換算關(guān)系是：1H＝________mH＝________μH。(3)決定線圈自感系數(shù)大小的因素：線圈的大小、形狀、________以及是否有________等。2．磁場(chǎng)的能量(1)自感現(xiàn)象中的磁場(chǎng)能量①線圈中電流從無到有時(shí)，其中的磁場(chǎng)也是從無到有，電源把________輸送給磁場(chǎng)，儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中。②線圈中電流減小時(shí)，磁場(chǎng)中的________釋放出來轉(zhuǎn)化為電能。(2)電能“慣性”：自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙線圈中__________的“慣性”。[全方位練明]1．關(guān)于自感現(xiàn)象、自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)，下列說法正確的是()A．當(dāng)線圈中通恒定電流時(shí)，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(dòng)勢(shì)與原電流方向相反D．對(duì)于確定的線圈，其產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與其電流變化率成正比2．關(guān)于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小的說法中正確的是()A．自感系數(shù)一定時(shí)，電流變化越大，電動(dòng)勢(shì)越大B．自感系數(shù)一定時(shí)，電流變化越快，電動(dòng)勢(shì)越大C．通過線圈的電流為零的瞬間，電動(dòng)勢(shì)為零D．通過線圈的電流為最大值的瞬間，電動(dòng)勢(shì)最大3．(多選)目前，我國(guó)正在大力推行ETC系統(tǒng)，ETC是全自動(dòng)電子收費(fèi)系統(tǒng)，車輛通過收費(fèi)站時(shí)無須停車，這種收費(fèi)系統(tǒng)每車收費(fèi)耗時(shí)不到兩秒，其收費(fèi)通道的通行能力是人工收費(fèi)通道的5至10倍。如圖甲所示，在收費(fèi)站自動(dòng)欄桿前后的地面各自鋪設(shè)完全相同的多匝線圈A、B，兩線圈各自接入相同的電路，如圖乙所示，電路a、b端與電壓有效值恒定的交變電源連接，回路中流過交變電流。當(dāng)汽車接近或遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈的自感系數(shù)發(fā)生變化，線圈對(duì)交變電流的阻礙作用發(fā)生變化，使得定值電阻R的c、d兩端電壓有所變化，這一變化的電壓輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就能做出抬桿或落桿的動(dòng)作。下列說法正確的是()A．汽車接近線圈時(shí)，c、d兩端電壓升高B．汽車遠(yuǎn)離線圈時(shí)，c、d兩端電壓升高C．汽車接近線圈時(shí)，c、d兩端電壓降低D．汽車遠(yuǎn)離線圈時(shí)，c、d兩端電壓降低第4節(jié)互感和自感逐點(diǎn)清(一)[多維度理解]1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.互感現(xiàn)象[全方位練明]1．選Bt1時(shí)刻，B環(huán)中感應(yīng)電流為0，故兩環(huán)間作用力為0，A錯(cuò)誤；t2和t3時(shí)刻，A環(huán)中電流在減小，則B環(huán)中產(chǎn)生與A環(huán)中同向的電流，故兩環(huán)相互吸引，B正確，C錯(cuò)誤；t4時(shí)刻，A環(huán)中電流為0，兩環(huán)間無相互作用，D錯(cuò)誤。2．選BD若A線圈中輸入恒定的電流，則A線圈產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，B線圈中的磁通量不發(fā)生變化，B線圈中就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；若A線圈中輸入變化的電流，則A線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可得，B線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故B正確；A線圈中電流變化越快，A線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故C錯(cuò)誤，D正確。逐點(diǎn)清(二)[多維度理解]1．變化變化自感電動(dòng)勢(shì)2．較慢地阻礙變暗閃亮阻礙[典例]選A由于S接通時(shí)，線圈阻礙電流的增加，相當(dāng)于斷路，流經(jīng)A1的電流大于流經(jīng)A2、A3的電流，故A1最亮，穩(wěn)定后因線圈直流電阻也為R，流經(jīng)三燈泡的電流相同，故三燈泡亮度相同，故A正確，B錯(cuò)誤；如圖所示，電路穩(wěn)定后，斷開S時(shí)，L和A1形成閉合回路，因斷開S前流經(jīng)線圈的電流與流經(jīng)A1的電流大小相同，故A1不會(huì)閃亮一下再熄滅，而是慢慢熄滅，A2和A3立即熄滅，故C、D錯(cuò)誤。[全方位練明]1．選D由題知，開關(guān)S閉合后，由于線圈L的電阻很小，Q燈正常發(fā)光，P燈微亮，斷開開關(guān)前通過Q燈的電流遠(yuǎn)大于通過P燈的電流，通過線圈L的電流大于通過P燈的電流；斷開開關(guān)時(shí)，Q所在電路未閉合，立即熄滅，由于自感現(xiàn)象，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與P燈組成閉合回路，故P燈閃亮后再熄滅。2.選A當(dāng)開關(guān)斷開瞬間，通過電感線圈的電流減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙電感線圈中的電流減小，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相同，如圖所示。隨著原電流的減小，感應(yīng)電流也逐漸減小，所以通過小燈泡L1的電流方向不變且逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)后感應(yīng)電流通過小燈泡L2的方向與原電流方向相反且逐漸減小，故C、D錯(cuò)誤。逐點(diǎn)清(三)[多維度理解]1．(2)亨利H103106(3)匝數(shù)鐵芯2．(1)①能量②能量(2)電流變化[全方位練明]1．選D線圈自感系數(shù)的大小與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯等有關(guān)，與線圈中是否有電流及電流變化快慢無關(guān)，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于確定的線圈，自感系數(shù)L一定，其產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與其電流變化率eq\f(ΔI,Δt)成正比，選項(xiàng)D正確。2．選B在自感系數(shù)一定的條件下，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：通過導(dǎo)體的電流的變化率越大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)越大，與電流大小及電流變化的大小無關(guān)，A錯(cuò)誤，B