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梁宁 内蒙古师范大学
第5节：互感和自感
人教版(2019年)高中物理选择性必修第二册
第二章 电磁感应
物理也疯狂
目录
互感现象
01.
自感现象
02.
自感系数
03.
磁场的能量
04.
新课引入
当手机靠近无线充电基座时，两者并未接触，手机为什么能够被充电呢？
互感现象
01.
把两个没有导线相连的线圈套在一起，当一个线圈中电流变化时，另一个线圈中就产生感应电动势，这种现象叫做互感，产生的感应电动势叫做互感电动势。
互感现象
01.
利用互感现象可以将能量从一个线圈传递到另一个线圈，变压器、无线充电技术都是利用了互感现象。
无线充电
变压器
耳机充电仓
互感现象
01.
互感现象不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，要设法减小互感。
电路板抗干扰布线
加油站禁止打电话
自感现象
02.
思考：互感现象发生在两个靠近的绕同一铁芯的线圈或相互靠近的电路中，那么当线圈的电流发生变化时，产生的变化磁场能否在自己的回路中也产生感应电动势？
自感现象
02.
观察两个灯泡的发光情况
通电自感
自感现象
02.
原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
感应电动势阻碍电流的增加
R1
S
A1
A2
R
L
B原
IA1
IA2
B感
I感
自感现象
02.
观察开关断开时灯泡的亮度
断电自感
自感现象
02.
原因：开关S断开瞬间，线圈L由于自感现象产生电动势，相当于电源，给A灯提供短暂的电流
当RL≥RA, 则IL≤IA则，灯泡就会缓慢的熄灭
当RLIA，灯泡就会闪亮一下再熄灭
自感现象
02.
自感系数
03.
自感系数
自感电动势是由于自感现象而产生的感应电动势，也属于感应电动势，同样遵循法拉第电磁感应定律：
自感系数
03.
2.决定因素:
线圈的圈数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
亨利（H）
1.物理意义:
3.单位：
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
毫亨（m H） 微亨（μH） 1H=103mH=106 μH
甲 一条导线弯了几匝的线圈;乙 空芯线圈;丙 在铁芯上绕了几千匝的线圈，
甲
乙
丙
自感系数
03.
拓展学习：线圈的几何结构
线圈的匝数
01
线圈匝数越多，自感系数越大，自感效应越显著，如变压器中的线圈匝数对自感影响显著。
线圈的半径
02
线圈半径增大，线圈的自感系数也会增加，因为磁通量与半径的平方成正比。
线圈的长度
03
线圈长度增加，自感系数通常会减小，因为磁通量的路径变长，相互耦合减少。
磁场的能量
04.
断开开关后，电流不会立即消失，线圈中还会存在电流，能量储存在电流周围的磁场中；当开关闭合时，电流从无到有，磁场也从无到有，电源的能量会输送给磁场，同样储存在磁场中。
磁场的能量
04.
自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质，线圈的自感系数越大，这种现象越明显，越能体现电的"惯性"。
接通电源：自感电动势阻碍线圈中电流的增加
电源断开：自感电动势阻碍线圈中电流的减小
配套习题
05.
【参考答案】C
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是恒定的
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
配套习题
05.
【参考答案】B

配套习题
05.
【参考答案】B

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