1、第6課時(shí)互感和自感,研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一互感現(xiàn)象,基 礎(chǔ) 梳 理,1.定義：兩個(gè)相互靠近的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的_會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫互感。 2.作用：利用互感現(xiàn)象可以把_由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，如變壓器、收音機(jī)的磁性天線。 3.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，電力工程和電子電路中，有時(shí)會(huì)影響電路正常工作。,磁場(chǎng),能量,1.互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它不僅發(fā)生在繞同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間，而且還可以發(fā)生在任何相互靠近的電路之間。 2.互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)電路轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電路。下一章將要學(xué)習(xí)的變壓器就是利用互

2、感現(xiàn)象制成的。 3.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)要求設(shè)法減小電路間的互感。,要 點(diǎn) 精 講,圖1 A.向右勻加速運(yùn)動(dòng)B.向左勻加速運(yùn)動(dòng) C.向右勻減速運(yùn)動(dòng)D.向左勻減速運(yùn)動(dòng),【例1】 如圖1所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(),解析MN棒中有感應(yīng)電流，受安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可判斷出MN中電流的方向是由M流至N，此電流在L1中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向是向上的。若PQ棒向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則及安培定則可知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向也是向上的。由于L1產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向

3、與L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相同，由楞次定律可知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量是減少的，即L2中的磁場(chǎng)是減弱的，故PQ棒做的是向右的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C是可能的；若PQ棒向左運(yùn)動(dòng)，則它產(chǎn)生的感應(yīng)電流在L2中產(chǎn)生的磁場(chǎng)是向下的，與L1產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是相反的，由楞次定律可知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量是增加的，即L2中的磁場(chǎng)是增強(qiáng)的，故PQ棒做的是向左的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B是可能的。 答案BC,名師點(diǎn)睛本題是應(yīng)用楞次定律判斷問題的一般步驟的逆向應(yīng)用。即已知感應(yīng)電流的方向或者感應(yīng)電流的效果，來(lái)判斷原磁場(chǎng)的方向或原磁場(chǎng)如何變化。通過判斷步驟的逆向應(yīng)用，可更深刻地理解、更熟練地掌握楞次定律。另外還要通過此題來(lái)體會(huì)逆向分析的思路和方

4、法。,解析互相垂直的線圈由于產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相垂直，因而影響較小，D正確。 答案D,【跟蹤訓(xùn)練】 在無(wú)線電儀器中，常需要在距離較近處安裝兩個(gè)線圈，并要求當(dāng)一個(gè)線圈中有電流變化時(shí)，對(duì)另一個(gè)線圈中的電流的影響盡量小。則圖中兩個(gè)線圈的相對(duì)安裝位置最符合該要求的是(),知識(shí)點(diǎn)二自感現(xiàn)象,1.定義：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流自身發(fā)生變化時(shí)，它產(chǎn)生的_(填“變化”或“不變”)的磁場(chǎng)不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同樣也在本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。,基 礎(chǔ) 梳 理,3.自感系數(shù)的決定因素：與線圈的大小、形狀、_，以及是否有_等因素有關(guān)，與E、I、t等無(wú)關(guān)。,變化,亨利,H,10-3,10-6,匝數(shù),鐵芯,

5、要 點(diǎn) 精 講,要點(diǎn)1對(duì)自感現(xiàn)象的理解 (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，遵循法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。 (2)對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解 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，因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 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)。,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(zhǎng)，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 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

6、流的變化，使得通過電感線圈的電流不能突變。 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。,【例2】 如圖2所示電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P從A端迅速滑向B端的過程中，經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1；P從B端迅速滑向A端的過程中，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的電流為I2；P固定在C點(diǎn)不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過線圈的電流為I0，則(),圖2 A.I1I2I0 B.I1I0I2 C.I1I2I0 D.I1I0I2,解析當(dāng)滑動(dòng)片從A端迅速滑向B端時(shí)，總電阻減小，總電流變大，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其增大，故I1比P穩(wěn)定在C點(diǎn)的電流I0??；當(dāng)P從B

7、端迅速滑向A端時(shí)，總電流減小，L自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其減小，自感電流方向與原電流方向相同，故I2大于P穩(wěn)定在C點(diǎn)時(shí)的電流I0。 答案D,名師點(diǎn)睛自感問題的求解策略 自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特例，它仍遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。分析自感現(xiàn)象除弄清這一點(diǎn)之外，還必須抓住以下三點(diǎn)：(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙電路中原來(lái)電流的變化。(2)“阻礙”不是“阻止”?！白璧K”電流變化的實(shí)質(zhì)是使電流不發(fā)生“突變”，使其變化過程有所延緩。(3)當(dāng)電路接通瞬間，自感線圈相當(dāng)于斷路；當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，相當(dāng)于電阻，如果線圈沒有電阻，相當(dāng)于導(dǎo)線(短路)；當(dāng)電路斷開瞬間，自感線圈相當(dāng)于電源。,要點(diǎn)2對(duì)兩類自感現(xiàn)象的理解,【例3】 如圖3

8、所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻r忽略不計(jì)。A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。以下說(shuō)法正確的是(),A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，并亮度保持穩(wěn)定 B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，B燈立刻亮，并亮度保持穩(wěn)定 C.開關(guān)斷開后瞬間，A燈閃亮一下再熄滅 D.開關(guān)斷開后瞬間，電流自右向左通過A燈,圖3,解析開關(guān)閉合，A燈立刻亮，因?yàn)殡娫礇]有內(nèi)阻，所以A燈兩端的電壓保持不變，燈泡亮度穩(wěn)定，故A正確；因?yàn)長(zhǎng)是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，所以開關(guān)閉合時(shí)B燈不亮，然后逐漸變亮，最后亮度穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；兩個(gè)燈泡電阻一樣，若L也沒有電阻，則斷開前后A燈的電流相同，不會(huì)閃亮；

9、若L有電阻，則通過B燈的電流小于A燈的電流，所以A燈也不會(huì)閃亮一下，故C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開后瞬間，L產(chǎn)生感應(yīng)電流，在回路中通過A燈的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃?，故D正確。 答案AD,名師點(diǎn)睛分析通電自感需抓住三點(diǎn)：(1)通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷路；(2)電流增大過程中自感線圈對(duì)電流有阻礙作用；(3)電流穩(wěn)定時(shí)自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體。,【例4】 在如圖4所示的電路中，LA、LB為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈，在S閉合狀態(tài)下，LA、LB都能正常發(fā)光。現(xiàn)突然斷開S，則(),圖4 A.LA、LB會(huì)突然亮一下再熄滅 B.LA會(huì)突然亮一下再熄滅，LB突然熄滅 C.LA、LB同時(shí)變暗到熄滅 D.LB先熄滅，LA后熄滅

10、,解析在S接通狀態(tài)下，LA、LB都能正常發(fā)光，則兩支路的電流相等，都為I；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由LA、LB及線圈組成閉合回路，電流由I減小，所以LA、LB中電流不會(huì)比原來(lái)大，因此LA、LB一定不會(huì)突然亮一下，而是同時(shí)變暗到熄滅，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 答案C,規(guī)律總結(jié)分析斷電自感中燈泡出現(xiàn)閃亮的方法 如圖5所示的電路，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，設(shè)通過線圈L和燈LA的電流分別為I1和I2，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流I2立即消失，但是線圈L和燈LA組成了閉合回路，由于L的自感作用，I1不會(huì)立即消失，而是在與燈泡組成的回路中，逐漸減弱并維持短暫的時(shí)間。,圖5 (1)若開始I1I2，則燈LA會(huì)閃亮一下(I1、I

11、2差別越大閃亮越明顯，但差別過大有可能會(huì)燒壞燈泡)；即當(dāng)線圈的直流電阻RLRLA時(shí)，會(huì)出現(xiàn)LA燈閃亮的情況。 (2)若RLRLA，I1I2，則不會(huì)出現(xiàn)LA燈閃亮一下的情況，但燈泡會(huì)逐漸熄滅。,1.下列關(guān)于互感現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是() A.一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，與之靠近的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象 B.互感現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 C.利用互感現(xiàn)象能夠?qū)⒛芰坑梢粋€(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，人們制造了收音機(jī)的“磁性天線” D.互感現(xiàn)象在電力工程以及電子電路中不會(huì)影響電路的正常工作 解析互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個(gè)相互靠近的電路之間，會(huì)影響電路的正常工作，選

12、項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案ABC,2.如圖6所示是一種延時(shí)開關(guān)。當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通，當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放。則(),圖6 A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 C.如果斷開B線圈的S2，無(wú)延時(shí)作用 D.如果斷開B線圈的S2，延時(shí)將變長(zhǎng),解析根據(jù)題中所提供的信息，不難發(fā)現(xiàn)延時(shí)開關(guān)的基本工作原理：當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通。這時(shí)雖然B線圈的S2閉合，但通過它的磁通量不變，所以沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)S1斷開時(shí)，A線圈立即斷路，不會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)，但通過B線圈的

13、磁通量減少，由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用，選項(xiàng)B正確；如果此時(shí)斷開B線圈的S2，則B線圈雖然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能吸引銜鐵D，無(wú)延時(shí)作用，選項(xiàng)C正確。 答案BC,3.關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說(shuō)法是() A.自感電動(dòng)勢(shì)一定和原來(lái)的電流方向相反 B.對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大 C.對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈的自感系數(shù)也越大 D.對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也越大 解析當(dāng)電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流反向，當(dāng)電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流同向，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自感電動(dòng)勢(shì)的大小，與電流變化快慢有關(guān)，與電流變化大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素，與電流變化快慢無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 答案D,4.在生產(chǎn)實(shí)際中，有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧，危及操作人員的人身安全。為了避免電弧的產(chǎn)生，可在線圈處并聯(lián)一個(gè)元件，下列方案可行的是(),解析閉合S時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，不影響電路正常工作。斷開S時(shí)，由于自感現(xiàn)象，線圈跟二極管D組成閉合回路，此時(shí)二極管處于正向?qū)ǎ梢员苊怆娀〉漠a(chǎn)生，故選