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2.4 互感和自感 导学案
【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。
【重点】自感现象产生的原因及特点
【难点】会利用自感现象和互感现象解决实际问题
【核心问题】自感现象产生的原因及特点
【自主学习】
任务一、复习回顾
问题1.引起电磁感应现象最重要的条件是什么？
问题2.楞次定律的内容是什么？
思考：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
任务二、阅读教材，完成下列填空
1.互感现象
两个相邻的线圈，当一个线圈中的电流 时在另一个线圈中产生 ，这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。
生活中常见的互感现象有：
2.自感现象
（1）定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 在它 激发出感应电动势，这种现象叫做自感，相应的电动势叫做自感电动势。
（2）典型电路：
（学生自己画出）
（3）规律：自感电动势 ，自感电动势方向服从 ，即感应电流总是 原电流的变化，L叫做自感系数，简称自感或电感。自感系数与 等因素有关。
任务三、实验探究
实验1：互感现象
如图所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？:
分析：闭合S后穿过线圈M和N的磁通量怎么变化？ ;线圈N是否产生感应电动势？ .方向 。
应用与防止：利用互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法 电路间的互感现象。电路板的刻制时就要设法减小电路间的 现象。
实验2：通电自感现象
如图所示，先闭合S，调节R2使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？根据楞次定律分析该现象产生的原因。
分析：闭合S后穿过线圈L的磁通量怎么变化？线圈L感应电动势方向与原来的电流方向相同还是相反？ 。感应电动势在此过程中表现出什么作用？ 。
实验3：断电自感现象
如图所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关，注意观察开关断开时灯泡的亮度。
现象： 。
分析：断开S后穿过线圈L的磁通量怎么变化？线圈L是否产生感应电动势？ ；
感应电动势的方向与原来的电流方向相同还是相反？感应电动势在此过程中表现出什么作用？ 。
规律：在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是 导体中原来电流的变化的。
任务四、自感系数
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
公式：E=L 。
L称为线圈的自感系数，简称自感或 。自感表示线圈产生 本领大小的物理量。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。单位：亨利(H)，1H= mH= μH
例1.如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则（　　）
A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流
B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为0
C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响
D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定产生感应电动势
例2.如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感线圈L相连接，B与一定值电阻相连，线圈L的直流电阻阻值与定值电阻R的阻值相等，下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合瞬间A、B两灯一起亮
B．开关断开瞬间B灯会闪亮一下，A灯不会闪亮一下
C．开关闭合稳定后A灯比B灯亮
D．断开开关瞬间，流过A灯的电流方向不变
【课堂小结】
1.互感电动势。
2.自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。
3自感系数及有关因素
.
【练习】
1.手机无线充电是比较新颖的充电方式．如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量．当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．在充电过程中(　　)
A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
2.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互感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是（ ）
A.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的互感电动势互相抵消
B.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D.以上说法均不对
3..如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。若闭合开关，待电路稳定后，灯泡A恰能正常发光，则（　　）
A.闭合开关，灯泡A、B均逐渐变亮
B.闭合开关，灯泡A立即变亮，灯泡B逐渐变亮
C.断开开关，灯泡A会闪亮一下再逐渐熄灭
D.断开开关，灯泡B会闪亮一下再逐渐熄灭
4.如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感线圈L相连接，B与一定值电阻相连，线圈L的直流电阻阻值与定值电阻R的阻值相等，下列说法正确的是（　　）
A.开关闭合瞬间A、B两灯一起亮
B.开关断开瞬间B灯会闪亮一下，A灯不会闪亮一下
C.开关闭合稳定后A灯比B灯亮
D.断开开关瞬间，流过A灯的电流方向不变
5.用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究通电自感现象的电路如图甲所示。电阻的阻值是R，多匝线圈L中未插入铁芯，电源电动势为E，L的电阻和电源的内阻均可忽略。闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图像，如图乙中曲线①所示。如果改变某一条件，其他条件不变，重复实验，可以得到图乙中曲线②。改变的条件可能是（ ）
A.线圈L中插入铁芯 B．增大E
C．增大R D．减小R
6.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　）
A.人有触电感觉是在开关闭合瞬间
B.人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
C.断开开关时流过人的电流方向从B→A
D.断开开关时线圈中的电流突然增大

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