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第四节　互感和自感
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题8分,11~12题,每小题10分,共100分。
基础对点练
题组一　互感现象
1.(多选)下列关于互感现象的说法正确的是 (　　)
一个线圈中的电流变化时,与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
互感现象的实质是电磁感应现象,同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律
利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈,人们制造了收音机的“磁性天线”
互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作
2.(2024·广东珠海高二期末)如图所示,充电基座安装有送电线圈,手机内部安装有受电线圈。当充电线圈接上220 V的正弦交流电源后,受电线圈产生的电流给手机电池充电。下列说法正确的是 (　　)
受电线圈中感应电流产生的磁场不变
送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
基座接直流电源也能对手机充电
基座对手机传递电能过程中无电能损失
3.(多选)如图所示,线圈P、Q同轴放置,P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路,Q与电流计G相连,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有 (　　)
闭合开关S后,把R的滑片右移
闭合开关S后,把R的滑片左移
闭合开关S后,把Q靠近P
无需闭合开关S,只要把Q靠近P即可
题组二　自感现象
4.关于自感现象、自感系数、自感电动势,下列说法正确的是 (　　)
当线圈中通恒定电流时,线圈中没有自感现象,线圈自感系数为零
线圈中电流变化越快,线圈的自感系数越大
自感电动势方向一定与原电流方向相反
对于确定的线圈,其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
5.(多选)(2024·广东东莞高二期中)如图所示,线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等,两个灯泡A1和A2规格相同。下列说法正确的是 (　　)
在闭合开关S瞬间,A2比A1先亮
在闭合开关S瞬间,A1比A2先亮
闭合开关S后,最终A2与A1一样亮
断开开关S的瞬间,A1比A2先熄灭
6.如图甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则 (　　)
在电路甲中,断开S后,A将立即熄灭
在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗
在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
7.(2024·广东广州高二期末)为了研究自感现象,设计了如图所示的实验电路。灯泡L1、L2的规格相同,线圈L的直流电阻不计,滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后,灯泡L2中的电流随时间的变化图像是 (　　)
A B
C D
综合提升练
8.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,通常采用双线并绕的方法,如图所示。其原理是 (　　)
当电路中的电流变化时,两股导线产生的自感电动势相互抵消
当电路中的电流变化时,两股导线产生的感应电流相互抵消
当电路中的电流变化时,两股导线中电流在线圈中产生的磁通量相互抵消
以上说法都不对
9.(2024·广东惠州高二期中)老师在物理课堂内做了“千人震”趣味小实验,如图所示,用了一个日光灯上拆下来的镇流器、四节1.5 V的干电池、开关以及导线若干,几位同学手牵手连到电路的C、D两端,会产生“触电”的感觉,则以下说法正确的是 (　　)
“触电”是发生在开关S断开的瞬间
总电源的6 V电压让人感到“触电”
“触电”是发生在开关S闭合的瞬间
“触电”时通过人体的电流方向是A→C→D→B
10.如图电路,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为R。闭合开关S,电路中电流I遵循规律E-IR=L,其I-t图像可能正确的是 (　　)
A B
C D
11.如图所示,A和B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其阻值与R相同。由于存在自感现象,下列说法正确的是 (　　)
开关S闭合瞬间,A、B两灯亮度相同
开关S闭合时,B灯比A灯先亮
开关S闭合,电路达到稳定后,断开开关S时,A、B两灯同时熄灭
开关S闭合,电路达到稳定后,断开开关S时,B灯立即熄灭,A灯稍迟熄灭
培优加强练
12.(多选)(2024·广东广州高二期中)如图所示,两相同灯泡A1、A2,A1与一理想二极管D连接,线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是 (　　)
闭合开关S后,A1、A2会立刻亮,电流由a指向b
闭合开关S稳定后,A1、A2亮度相同,电流由a指向b
断开S的瞬间,a点的电势比b点低
断开S的瞬间,A1会逐渐熄灭,电流由a指向b
第四节　互感和自感
1.ABC　[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的现象称为互感现象，互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律，选项A、B正确；收音机的“磁性天线”是利用互感的原理，也就是利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。]
2.B　[由送电线圈中通入正弦交变电流，可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，则在受电线圈中产生的感应电流也是正弦交流电，此感应电流产生的磁场也是周期性变化的，故A错误，B正确；无线充电利用的是电磁感应原理，基座接直流电源不能对手机充电，故C错误；无线充电利用的是电磁感应原理，基座对手机充电中，由于存在漏磁现象，再有线圈本身有直流电阻，因此基座对手机传递电能过程中仍有电能损失，故D错误。]
3.BC　[闭合开关S后，若把R的滑片右移，穿过Q的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律可知，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相反，A错误；同理可知，B正确；闭合开关S后，将Q靠近P，穿过Q的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律可知，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相同，C正确；若S不闭合，则Q线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，D错误。]
4.D　[当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项A错误；线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈的自感系数与电流变化快慢无关，选项B错误；当线圈中电流增大时，根据楞次定律，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反，选项C错误；对于确定的线圈，自感系数L一定，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比，选项D正确。]
5.BC　[闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，A1灯先亮，A2灯后亮；闭合开关稳定后，自感作用消失，通过A1灯和A2灯的电流相等，两灯亮度相同；断开开关瞬间，A1与A2都会持续亮一会，然后同时熄灭，故B、C正确。]
6.D　[在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，形成自感电流，导致A将逐渐变暗，但不会闪亮一下，故A、B错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以电路稳定时，通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，形成自感电流通过灯泡，且自感电流的最大值大于灯泡原来的电流，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，故C错误，D正确。]
7.D　[电路稳定时，含灯泡的两支路电压相同，由于L1所在支路的电阻较小，电流较大，电流方向均向右，当开关S断开时，线圈L产生自感电动势，电流方向与原来相同，故流过L2的电流方向向左，与原来电流方向相反，且该电流大于原来流过L2的电流，对比可知，D正确。]
8.C　[由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向相反，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，在线圈中产生的磁通量相互抵消，故穿过线圈的总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感现象，选项A、B、D错误，C正确。]
9.A　[开关断开的瞬间，通过镇流器的电流减小，自感线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，从而产生很高的瞬间电压，于是会产生“触电”的感觉，这个过程通过人体的电流方向是A→B→D→C ，A正确，D错误；当开关S闭合的瞬间，通过镇流器的电流增大，自感线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，此时CD两端的电压约为6 V，电压较低，不会产生“触电”的感觉，B、C错误。]
10.B　[由于电路中电流I遵循规律E－RI＝L，由自感规律可知，线圈产生的自感电动势阻碍电流的增大，使电流的增大速度变慢，电路稳定后自感现象消失，故I－t图像的斜率逐渐减小直至斜率为0，故B正确。]
11.D　[开关S闭合瞬间，L相当于断路，A、B两灯同时亮，通过A灯的电流大于B灯，故A灯比B灯亮，故A、B错误；开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，L相当于电源，与A灯串联，A灯稍迟熄灭，故C错误，D正确。]
12.AC　[闭合开关S后，线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立刻亮，电流由a指向b，故A正确；闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更亮，因此A1、A2亮度不同，电流由a指向b，故B错误；断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，而二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1一直不会变亮，故C正确，D错误。]第四节　互感和自感
学习目标　1.了解互感现象及其应用。2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。3.了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素。4.了解自感现象中的能量转化。
知识点一　互感现象
仔细观察图片，思考以下问题：
当开关S闭合时，线圈L1中的电流是否发生变化？线圈L2中的磁通量是否发生变化？线圈L2中是否产生感应电流？若L2中产生感应电流，其感应电流的磁场会不会在L1中激发感应电动势？
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1.互感和互感电动势：当线圈A中________发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了________________。根据对称性思想，线圈B中____________的变化，同时也会在线圈A中产生相应的________________。这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为________________。
2.互感的特点：一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大。
3.互感的应用：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。
4.互感的危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常的工作。
【思考】 电磁炉内含有线圈，锅底也相当于好多线圈拼接而成，当电磁炉接交流电时，锅中的水很快会被烧开，思考能量是怎样传递过去的？
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例1 无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是(　　)
A.在充电过程中没有电能损失
B.无线充电基座可以用直流电源供电
C.无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D.无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
听课笔记　___________________________________________________________
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训练1 (多选)如图所示是一个非接触式电源供应系统演示装置，左侧线圈连接小灯泡，右侧线圈接电源，电路均闭合。它是基于电磁感应原理，可以实现无线电力传输。下列说法正确的是(　　)
A.右侧线圈中有恒定的电流时，左侧小灯泡中有电流
B.右侧线圈中有变化的电流时，左侧小灯泡中有电流
C.右侧线圈中的电流减小，左侧线圈中感应电动势一定减小
D.右侧线圈中的电流变化越快，左侧线圈中感应电动势越大
知识点二　自感现象及自感系数
1.如图连接的电路。
开关S接通时，灯泡2立即发光，而灯泡1逐渐变亮，试分析线圈L中的电流变化，磁场变化，并判断感应电动势的方向与原电流的方向关系。
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2.如图连接的电路(已知灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻)。断开开关S后，灯泡逐渐熄灭，试分析线圈L中的电流变化，磁场变化，并判断感应电动势方向与原电流的方向关系。
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1.自感和自感电动势：由于线圈________的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为________________。
2.自感系数
(1)自感电动势：E＝L，其中是________________；L是____________，简称自感或电感，单位：________，符号：________；实际使用中，电感都很小，所以常用毫亨(mH)和微亨(μH)为单位。
(2)自感系数与线圈的__________、__________、________以及是否有________等因素有关。
(3)生产、生活中的自感现象：人们常常利用自感现象比如断电自感来产生高压。日光灯、汽车发动机点火器、煤气灶电子点火器都是利用了这一原理。
3.对自感电动势的理解
(1)自感电动势的大小：自感电动势与电流的变化率成正比，即E＝L，即电流变化的越快，自感系数越大，感应电动势越大。含有铁芯的线圈匝数越多，自感系数越大。
(2)自感电动势的方向：自感电动势具有这样的方向，它总是阻碍引起自感电动势的电流的变化，即增反减同。
(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。
4.通电自感和断电自感的比较
通电自感 断电自感
电路图
现象 在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终稳定 在开关S断开瞬间，LA灯逐渐熄灭，或先闪亮一下再逐渐熄灭
原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流缓慢增大 开关S闭合时，若I2≤I1，则断开开关S，线圈产生自感电动势，与灯泡形成回路，灯泡中电流由I2逐渐减小，灯泡逐渐熄灭；若I2>I1，灯泡中电流先增大后减小，灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
能量转化 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
【思考】 通电自感中，线圈中的磁场能如何变化？断电自感中，线圈中的磁场能如何变化？
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角度1　自感系数与自感电动势的理解
例2 关于自感系数下列说法正确的是(　　)
A.自感电动势越大，自感系数越大
B.自感系数L由线圈自身的性质决定，与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关
C.其他条件相同，线圈越细，自感系数越大
D.其他条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数小
听课笔记　___________________________________________________________
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角度2　通电自感与断电自感
例3 (多选)(2024·广东广州高二期中)如图所示的电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则(　　)
A.合上S瞬间，A、B同时亮
B.合上S瞬间，A先亮，B后亮
C.断开S瞬间，A闪亮一下再熄灭
D.断开S瞬间，A熄灭、B重新亮后再熄灭
听课笔记　___________________________________________________________
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电感线圈对电流的变化有阻碍作用，具体表现如下：
(1)通电瞬间电感线圈处相当于断路。
(2)断电时，电感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变(必须有闭合回路)。
(3)电流稳定时电感线圈相当于导体，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线。　　
训练2 (多选)(2024·广东东莞高二期中)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的I－t图像如图乙所示，关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A.该实验演示的是断电自感现象
B.线圈的直流电阻大于灯泡的电阻
C.断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
D.乙图中的a曲线表示电流传感器A1测得的数据
随堂对点自测
1.(互感现象)(多选)如图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(　　)
A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的效果
B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的效果
C.如果断开B线圈的开关S2，无延时效果
D.如果断开B线圈的开关S2，延时时间变长
2.(通电自感与断电自感)(多选)如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则(　　)
A.闭合开关S时，A、B灯同时亮
B.闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮
C.断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭
D.断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变
3.(自感现象的图像问题)如图所示的电路中，S闭合且电路稳定后流过电感线圈L的电流是2 A，流过灯泡D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变化关系的图像是(　　)
第四节　互感和自感
知识点一
导学　提示　是　是　是　会
知识梳理
1.电流　感应电动势　感应电流　感应电动势　互感电动势
[思考] 提示　利用了互感现象将能量由一个线圈传递到了另一个线圈。
例1 C　[在充电过程中线圈会产生焦耳热，会有电能损失，故A错误；无线充电基座产生的是交变磁场，所以必须用交流电源供电，故B错误；发射线圈产生的交变磁场使接收线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，所以无线充电过程主要利用了电磁感应原理，故C正确；无线充电基座只能对配备接收线圈的手机进行无线充电，故D错误。]
训练1 BD　[根据感应电流产生的条件，若右侧线圈中输入恒定的电流，则产生恒定的磁场，左侧线圈中的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，故A错误；若右侧线圈中输入变化的电流，则右侧产生变化的磁场，左侧线圈中的磁通量发生变化，会产生感应电流，故B正确；根据法拉第电磁感应定律E＝n可知，右侧线圈中电流变化越快，右侧线圈中电流产生的磁场变化越快，左侧线圈中感应电动势越大，故C错误，D正确。]
知识点二
导学
1.提示　接通电源的瞬间，线圈L中的电流增加，磁场增强。根据楞次定律可知，线圈L中的感应电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍原电流的增加。
2.提示　开关断开时，通过线圈L的电流减小，磁场减弱，产生的感应电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍线圈L中的电流减小。
知识梳理
1.本身　自感电动势　2.(1)电流的变化率　自感系数
亨利　H　(2)形状　长短　匝数　铁芯
[思考] 提示　通电时，线圈中的磁场能增加，储存磁场能，断电时，线圈中的磁场能减少，释放磁场能。
例2 B　[电感线圈的自感系数与线圈的长短、形状、匝数、有无铁芯有关，当线圈的长度越长、单位长度上匝数越多、截面积越大、有铁芯，自感系数越大，而与绕制线圈导线的粗细无关，与自感电动势的大小无关，故B正确，A、C、D错误。]
例3 AD　[合上S瞬间，电路中立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮，由于自感现象，通过线圈的电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故开关闭合后，灯泡A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，故A正确，B错误；断开S瞬间，A灯立即熄灭，线圈产生自感现象，和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗，故C错误，D正确。]
训练2 AC　[由题图乙知，从计时开始两条支路都存在电流，开关S断开瞬间，电路中产生了感应电流，演示断电自感现象，A正确；断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，曲线a表示电流传感器A2测得的数据，D错误；I1>I2，则电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的，B错误；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈相当于电源，与灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，C正确。]
随堂对点自测
1.BC　[当S2闭合、S1断开时，线圈A产生的磁场变弱，线圈B中磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，B中感应电流产生的磁场继续吸引D而产生延时的效果，所以选项B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不能产生感应电流，起不到延时作用，所以选项C正确，D错误。]
2.BD　[开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即变亮。由于线圈的自感电动势阻碍电流的增加，则A灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后A灯会和B灯一样亮，故A错误，B正确；断开S后，两灯泡与电感线圈形成闭合回路，此时通过小灯泡的电流不会大于断开开关之前通过小灯泡的电流，A、B灯均逐渐熄灭，C错误；断开S前，B灯电流从左向右，断开S后线圈的自感电动势阻碍电流的减小，线圈相当于电源，B灯电流从右向左，D正确。]
3.D　[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，电感线圈L中会产生与原电流方向相同的自感电动势，使线圈L中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，灯泡D同线圈L构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也是从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，故D正确。](共46张PPT)
第四节　互感和自感
第二章　电磁感应
1.了解互感现象及其应用。
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　自感现象及自感系数
知识点一　互感现象
知识点一　互感现象
　　　仔细观察图片，思考以下问题：
当开关S闭合时，线圈L1中的电流是否发生变化？线圈L2中的磁通量是否发生变化？线圈L2中是否产生感应电流？若L2中产生感应电流，其感应电流的磁场会不会在L1中激发感应电动势？
提示　是　是　是　会
1.互感和互感电动势：当线圈A中______发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B中激发出了____________。根据对称性思想，线圈B中__________的变化，同时也会在线圈A中产生相应的____________。这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为____________。
电流
感应电动势
感应电流
感应电动势
互感电动势
2.互感的特点：一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大。
3.互感的应用：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。
4.互感的危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常的工作。
【思考】 电磁炉内含有线圈，锅底也相当于好多线圈拼接而成，当电磁炉接交流电时，锅中的水很快会被烧开，思考能量是怎样传递过去的？
提示　利用了互感现象将能量由一个线圈传递到了另一个线圈。
C
例1 无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是(　　)
A.在充电过程中没有电能损失
B.无线充电基座可以用直流电源供电
C.无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D.无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
解析　在充电过程中线圈会产生焦耳热，会有电能损失，故A错误；无线充电基座产生的是交变磁场，所以必须用交流电源供电，故B错误；发射线圈产生的交变磁场使接收线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，所以无线充电过程主要利用了电磁感应原理，故C正确；无线充电基座只能对配备接收线圈的手机进行无线充电，故D错误。
训练1 (多选)如图所示是一个非接触式电源供应系统演示装置，左侧线圈连接小灯泡，右侧线圈接电源，电路均闭合。它是基于电磁感应原理，可以实现无线电力传输。下列说法正确的是(　　)
A.右侧线圈中有恒定的电流时，左侧小灯泡中有电流
B.右侧线圈中有变化的电流时，左侧小灯泡中有电流
C.右侧线圈中的电流减小，左侧线圈中感应电动势一定减小
D.右侧线圈中的电流变化越快，左侧线圈中感应电动势越大
BD
知识点二　自感现象及自感系数
1.如图连接的电路。
开关S接通时，灯泡2立即发光，而灯泡1逐渐变亮，试分析线圈L中的电流变化，磁场变化，并判断感应电动势的方向与原电流的方向关系。
提示　接通电源的瞬间，线圈L中的电流增加，磁场增强。根据楞次定律可知，线圈L中的感应电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍原电流的增加。
2.如图连接的电路(已知灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻)。
断开开关S后，灯泡逐渐熄灭，试分析线圈L中的电流变化，
磁场变化，并判断感应电动势方向与原电流的方向关系。
提示　开关断开时，通过线圈L的电流减小，磁场减弱，产生的感应电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍线圈L中的电流减小。
1.自感和自感电动势：由于线圈______的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为____________。
本身
自感电动势
2.自感系数
电流的变化率
自感系数
亨利
H
(2)自感系数与线圈的______、______、______以及是否有______等因素有关。
(3)生产、生活中的自感现象：人们常常利用自感现象比如断电自感来产生高压。日光灯、汽车发动机点火器、煤气灶电子点火器都是利用了这一原理。
形状
长短
匝数
铁芯
3.对自感电动势的理解
(2)自感电动势的方向：自感电动势具有这样的方向，它总是阻碍引起自感电动势的电流的变化，即增反减同。
(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。
4.通电自感和断电自感的比较
通电自感 断电自感
电路图
现象 在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终稳定 在开关S断开瞬间，LA灯逐渐熄灭，或先闪亮一下再逐渐熄灭
原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流缓慢增大 开关S闭合时，若I2≤I1，则断开开关S，线圈产生自感电动势，与灯泡形成回路，灯泡中电流由I2逐渐减小，灯泡逐渐熄灭；若I2>I1，灯泡中电流先增大后减小，灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
能量转化 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
【思考】 通电自感中，线圈中的磁场能如何变化？断电自感中，线圈中的磁场能如何变化？
提示　通电时，线圈中的磁场能增加，储存磁场能，断电时，线圈中的磁场能减少，释放磁场能。
B
角度1　自感系数与自感电动势的理解
例2 关于自感系数下列说法正确的是(　　)
A.自感电动势越大，自感系数越大
B.自感系数L由线圈自身的性质决定，与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关
C.其他条件相同，线圈越细，自感系数越大
D.其他条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数小
解析　电感线圈的自感系数与线圈的长短、形状、匝数、有无铁芯有关，当线圈的长度越长、单位长度上匝数越多、截面积越大、有铁芯，自感系数越大，而与绕制线圈导线的粗细无关，与自感电动势的大小无关，故B正确，A、C、D错误。
角度2　通电自感与断电自感
例3 (多选)(2024·广东广州高二期中)如图所示的电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则(　　)
A.合上S瞬间，A、B同时亮
B.合上S瞬间，A先亮，B后亮
C.断开S瞬间，A闪亮一下再熄灭
D.断开S瞬间，A熄灭、B重新亮后再熄灭
解析　合上S瞬间，电路中立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮，由于自感现象，通过线圈的电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故开关闭合后，灯泡A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，故A正确，B错误；断开S瞬间，A灯立即熄灭，线圈产生自感现象，和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗，故C错误，D正确。
AD
电感线圈对电流的变化有阻碍作用，具体表现如下：
(1)通电瞬间电感线圈处相当于断路。
(2)断电时，电感线圈相当于电源，其电流由原值逐渐减小，不会发生突变(必须有闭合回路)。
(3)电流稳定时电感线圈相当于导体，若其直流电阻忽略不计，则相当于导线。　　
训练2 (多选)(2024·广东东莞高二期中)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的I－t图像如图乙所示，关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A.该实验演示的是断电自感现象
B.线圈的直流电阻大于灯泡的电阻
C.断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
D.乙图中的a曲线表示电流传感器A1测得的数据
AC
解析　由题图乙知，从计时开始两条支路都存在电流，开关S断开瞬间，电路中产生了感应电流，演示断电自感现象，A正确；断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，曲线a表示电流传感器A2测得的数据，D错误；I1>I2，则电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的，B错误；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈相当于电源，与灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，C正确。
随堂对点自测
2
BC
1.(互感现象)(多选)如图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(　　)
A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的效果
B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的效果
C.如果断开B线圈的开关S2，无延时效果
D.如果断开B线圈的开关S2，延时时间变长
解析　当S2闭合、S1断开时，线圈A产生的磁场变弱，线圈B中磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，B中感应电流产生的磁场继续吸引D而产生延时的效果，所以选项B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不能产生感应电流，起不到延时作用，所以选项C正确，D错误。
BD
2.(通电自感与断电自感)(多选)如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则(　　)
A.闭合开关S时，A、B灯同时亮
B.闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮
C.断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭
D.断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变
解析　开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即变亮。由于线圈的自感电动势阻碍电流的增加，则A灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后A灯会和B灯一样亮，故A错误，B正确；断开S后，两灯泡与电感线圈形成闭合回路，此时通过小灯泡的电流不会大于断开开关之前通过小灯泡的电流，A、B灯均逐渐熄灭，C错误；断开S前，B灯电流从左向右，断开S后线圈的自感电动势阻碍电流的减小，线圈相当于电源，B灯电流从右向左，D正确。
D
3.(自感现象的图像问题)如图所示的电路中，S闭合且电路稳定后流过电感线圈L的电流是2 A，流过灯泡D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变化关系的图像是(　　)
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，电感线圈L中会产生与原电流方向相同的自感电动势，使线圈L中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，灯泡D同线圈L构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也是从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，故D正确。
课后巩固训练
3
ABC
题组一　互感现象
1.(多选)下列关于互感现象的说法正确的是( 　　)
A.一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B.互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律
C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D.互感现象在电力工程以及电子电路中不会影响电路的正常工作
基础对点练
解析　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的现象称为互感现象，互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律，选项A、B正确；收音机的“磁性天线”是利用互感的原理，也就是利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。
B
2.(2024·广东珠海高二期末)如图所示，充电基座安装有送电线圈，手机内部安装有受电线圈。当充电线圈接上220 V的正弦交流电源后，受电线圈产生的电流给手机电池充电。下列说法正确的是(　　)
A.受电线圈中感应电流产生的磁场不变
B.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
C.基座接直流电源也能对手机充电
D.基座对手机传递电能过程中无电能损失
解析　由送电线圈中通入正弦交变电流，可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，则在受电线圈中产生的感应电流也是正弦交流电，此感应电流产生的磁场也是周期性变化的，故A错误，B正确；无线充电利用的是电磁感应原理，基座接直流电源不能对手机充电，故C错误；无线充电利用的是电磁感应原理，基座对手机充电中，由于存在漏磁现象，再有线圈本身有直流电阻，因此基座对手机传递电能过程中仍有电能损失，故D错误。
BC
3.(多选)如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有(　　)
A.闭合开关S后，把R的滑片右移
B.闭合开关S后，把R的滑片左移
C.闭合开关S后，把Q靠近P
D.无需闭合开关S，只要把Q靠近P即可
解析　闭合开关S后，若把R的滑片右移，穿过Q的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律可知，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相反，A错误；同理可知，B正确；闭合开关S后，将Q靠近P，穿过Q的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律可知，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相同，C正确；若S不闭合，则Q线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，D错误。
D
题组二　自感现象
4.关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是(　　)
A.当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零
B.线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
C.自感电动势方向一定与原电流方向相反
D.对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比
BC
5.(多选)(2024·广东东莞高二期中)如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等，两个灯泡A1和A2规格相同。下列说法正确的是(　　)
A.在闭合开关S瞬间，A2比A1先亮
B.在闭合开关S瞬间，A1比A2先亮
C.闭合开关S后，最终A2与A1一样亮
D.断开开关S的瞬间，A1比A2先熄灭
解析　闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，A1灯先亮，A2灯后亮；闭合开关稳定后，自感作用消失，通过A1灯和A2灯的电流相等，两灯亮度相同；断开开关瞬间，A1与A2都会持续亮一会，然后同时熄灭，故B、C正确。
D
6.如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)
A.在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
B.在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C.在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D.在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
解析　在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，形成自感电流，导致A将逐渐变暗，但不会闪亮一下，故A、B错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以电路稳定时，通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，形成自感电流通过灯泡，且自感电流的最大值大于灯泡原来的电流，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，故C错误，D正确。
D
7.(2024·广东广州高二期末)为了研究自感现象，设计了如图所示的实验电路。灯泡L1、L2的规格相同，线圈L的直流电阻不计，滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后，灯泡L2中的电流随时间的变化图像是(　　)
解析　电路稳定时，含灯泡的两支路电压相同，由于L1所在支路的电阻较小，电流较大，电流方向均向右，当开关S断开时，线圈L产生自感电动势，电流方向与原来相同，故流过L2的电流方向向左，与原来电流方向相反，且该电流大于原来流过L2的电流，对比可知，D正确。
C
8.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，通常采用双线并绕的方法，如图所示。其原理是(　　)
A.当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B.当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C.当电路中的电流变化时，两股导线中电流在线圈中产生的磁通
量相互抵消
D.以上说法都不对
解析　由于采用双线并绕的方法，当有电流通过时，两股导线中的电流方向相反，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，在线圈中产生的磁通量相互抵消，故穿过线圈的总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感现象，选项A、B、D错误，C正确。
综合提升练
A
9.(2024·广东惠州高二期中)老师在物理课堂内做了“千人震”趣味小实验，如图所示，用了一个日光灯上拆下来的镇流器、四节1.5 V的干电池、开关以及导线若干，几位同学手牵手连到电路的C、D两端，会产生“触电”的感觉，则以下说法正确的是(　　)
A.“触电”是发生在开关S断开的瞬间
B.总电源的6 V电压让人感到“触电”
C.“触电”是发生在开关S闭合的瞬间
D.“触电”时通过人体的电流方向是A→C→D→B
解析　开关断开的瞬间，通过镇流器的电流减小，自感线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，从而产生很高的瞬间电压，于是会产生“触电”的感觉，这个过程通过人体的电流方向是A→B→D→C ，A正确，D错误；当开关S闭合的瞬间，通过镇流器的电流增大，自感线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，此时CD两端的电压约为6 V，电压较低，不会产生“触电”的感觉，B、C错误。
B
D
11.如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其阻值与R相同。由于存在自感现象，下列说法正确的是(　　)
A.开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同
B.开关S闭合时，B灯比A灯先亮
C.开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭
D.开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭
解析　开关S闭合瞬间，L相当于断路，A、B两灯同时亮，通过A灯的电流大于B灯，故A灯比B灯亮，故A、B错误；开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，L相当于电源，与A灯串联，A灯稍迟熄灭，故C错误，D正确。
AC
12.(多选)(2024·广东广州高二期中)如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是(　　)
A.闭合开关S后，A1、A2会立刻亮，电流由a指向b
B.闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同，电流由a指向b
C.断开S的瞬间，a点的电势比b点低
D.断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭，电流由a指向b
培优加强练
解析　闭合开关S后，线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立刻亮，电流由a指向b，故A正确；闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更亮，因此A1、A2亮度不同，电流由a指向b，故B错误；断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，而二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1一直不会变亮，故C正确，D错误。

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