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课时4　互感和自感
核心 目标 1. 了解互感与自感现象，能解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现．
2. 会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，知道互感现象与自感现象的防止和应用．
要点梳理
要点1　互感现象
1. 概念：两个相互靠近的线圈之间没有导线相连，当其中一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生__ __的现象，叫互感，产生的电动势叫互感电动势．
2. 应用：互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，变压器、延时继电器、收音机的“磁性天线”就是利用__ __制成的．
3. 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工作．要点2　自感现象
1. 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在__ __激发出感应电动势的现象．
2. 自感电动势：由于__自感__而产生的感应电动势，在闭合电路中会产生自感电流．产生自感电动势的线圈相当于电源．
(1) 作用：总是阻碍自身电流的变化，但不能__ __，且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响．
(2) 方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向__ __；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向__ __．
(3) 大小：E＝L，跟线圈及自身电流变化的快慢有关，电流变化越快，自感电动势越大．
(4) 应用实例——日光灯等．
(5) 有害的自感现象及其防止：在制作精密电阻时，往往采用双线绕法来消除自感现象的影响．
3. 通电自感和断电自感
电路 现象 自感电动势的作用
通电自感 接通电源的瞬间，灯泡A1__ __地亮起来 阻碍电流的__ __
断电自感 断开开关的瞬间，灯泡A__ __一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 阻碍电流的__ __
要点3　自感系数
1. E＝L中L是比例系数，叫作自感系数，简称__ __或__ __．
(1) L是反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，与它通不通电，及电流如何变化无关．
(2) 单位：__ __，符号是H.
1 mH＝1×10-3 H，1 μH＝1×10-6 H.
2. 决定因素：自感系数由线圈本身决定，与线圈的__ __、__ __、__ __，以及是否有__ __等因素有关．
线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大得多．
要点4　磁场的能量
磁场具有能量，磁场的能量转化同样遵循能量守恒定律．
1. 自感现象中的磁场能量
(1) 线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给__ __，储存在__ __中．
(2) 线圈中电流减小时：__ __中的能量释放出来转化为电能．
2. 电的“惯性”：线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，这就是所谓的电的“惯性”．“惯性”大小决定于线圈的自感系数．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．(　 　)
(2) 在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用．(　 　)
(3) 只有闭合的回路才能产生互感．(　 　)
(4) 线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关．(　 　)
(5) 线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．(　 　)
2. (2024·广州天河区期末)如图所示，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，A、B是两个相同的小灯泡，开关S由断开到闭合(　 　)
A. A先亮B后亮，然后B逐渐变亮
B. B先亮A后亮，然后A逐渐变亮
C. A、B同时亮后B逐渐变暗至熄灭
D. A、B同时亮后A逐渐变暗至熄灭
考向1　对互感现象的理解和应用
1. 互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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．
2. 互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的．
　(2024·广州期末)图甲为手机无线充电，其充电原理如图乙．充电底座接交流电源，对充电底座供电．若在某段时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度大小逐渐增大．下列说法中正确的是(　 　)
甲
乙
A. 受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B. 送电线圈内的电流大小在逐渐减小
C. 受电线圈中感应电流方向由c→d
D. 受电线圈有扩张趋势
考向2　对自感现象的理解和分析
1. 对自感现象的分析思路
(1) 明确通过自感线圈的电流大小的变化情况(是增大还是减小).
(2) 根据“增反减同”，判断自感电动势的方向．
(3) 分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小．
2. 自感现象中，灯泡亮度变化的问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后亮度不变
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2，若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；若I2＞I1，灯泡闪亮一下后逐渐变暗．两种情况灯泡电流方向均改变
(1) 当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
(2) 当电路稳定时，电感L相当于一段导体，若电感L有直流电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电阻，则它相当于一根导线．
　(2024·惠州博罗县期中)同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是(　 　)
A. 闭合开关S后，A2始终比A1亮
B. 闭合开关S后，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C. 断开开关S后，A1、A2立即熄灭
D. 断开开关S后，A1先熄灭，A2过一会儿才熄灭
　如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，其额定电压均为 3 V，图中电源电动势E＝3 V，其内阻不计，D是具有单向导电性的理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计．下列说法中正确的是(　 　)
A. 开关S闭合瞬间，A、B同时逐渐变亮
B. 开关S闭合瞬间，B逐渐变亮，A不亮
C. 开关S断开瞬间，A、B均立即熄灭
D. 开关S断开瞬间，A立即熄灭，B逐渐熄灭
1. 当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2. 断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3. 如果电路中有二极管、电容器，要注意其特性．
考向3　自感现象中的图像问题
1. 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，即线圈中的电流不能“突变”.
2. 要注意过程分析和图像细节．
　(2025·江门新会一中)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D2灯泡的电阻是D1灯泡电阻的2倍且阻值均不变，E是内阻不计的电源，在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　 　)
　　　
　　　　　A　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　 D
考向4　自感现象中的定量分析
1. 自感现象的“三种状态”
(1) 线圈通电瞬间可把线圈看成断路．
(2) 断电瞬间自感线圈相当于电源．
(3) 电流稳定时，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线．
2. 自感现象的一个特点
在发生自感现象时，电流不发生“突变”．
　如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5 Ω，R2＝7.5 Ω，L为自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2 A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4 A.求电源的电动势和内阻．
1. (2025·佛山三中)如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡．将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高．则(　 　)
A. R连入电路的阻值与L的直流阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等
C. 断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭
D. 断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭
2. 如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡B的电流随时间变化的图像正确的是(　 　)
　　　　　　
　　　　A　　　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　　D
配套新练案
考向1　对互感现象的理解和应用
1. (多选)下列关于互感现象的说法中，正确的是(　 　 )
A. —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，同样遵循愣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
2. (2024·茂名化州期中)如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连. 当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　 　)
A. 自感 B. 静电感应
C. 互感 D. 直接导电
考向2　对自感现象的理解和分析
3. (2024·揭阳揭东区期末)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A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　 　)
甲 乙
A. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
B. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
C. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
D. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
4. 小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路．小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电路中，如图乙所示．下列说法中正确的是(　 　)
甲 乙
A. 图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈L中的电流
B. 图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭
C. 图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学
D. 图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流
考向3　自感现象中的图像问题
5. (2024·云浮罗定期中)如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I随时间变化的图线可能是下图中的(　 　)
　　　　　　
　　　　　　　　A　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D
考向4　自感现象中的定量分析
6. 如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为E＝6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差．
7. (2025·深圳中学)如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则(　 )
A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B. 闭合开关S时，LA、LB“慢慢”亮起来，最终LB更亮一些
C. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下
D. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB闪亮后才“慢慢”熄灭
8. (2024·广州大学附属中学)如图(a)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，测得cd间的电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　 　)
图(a) 图(b)
　　　　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　　D
9. (2024·安徽宣城期末)(多选)如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像．不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻．下列说法中正确的是(　 　)
甲 乙
A. 开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变
C. 开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中u1∶u2＝3∶4课时4　互感和自感
核心 目标 1. 了解互感与自感现象，能解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现．
2. 会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，知道互感现象与自感现象的防止和应用．
要点梳理
要点1　互感现象
1. 概念：两个相互靠近的线圈之间没有导线相连，当其中一个线圈中的电流发生变化时，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，叫互感，产生的电动势叫互感电动势．
2. 应用：互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，变压器、延时继电器、收音机的“磁性天线”就是利用__互感现象__制成的．
3. 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工作．要点2　自感现象
1. 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在__它本身__激发出感应电动势的现象．
2. 自感电动势：由于__自感__而产生的感应电动势，在闭合电路中会产生自感电流．产生自感电动势的线圈相当于电源．
(1) 作用：总是阻碍自身电流的变化，但不能__阻止__，且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响．
(2) 方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向__相反__；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向__相同__．
(3) 大小：E＝L，跟线圈及自身电流变化的快慢有关，电流变化越快，自感电动势越大．
(4) 应用实例——日光灯等．
(5) 有害的自感现象及其防止：在制作精密电阻时，往往采用双线绕法来消除自感现象的影响．
3. 通电自感和断电自感
电路 现象 自感电动势的作用
通电自感 接通电源的瞬间，灯泡A1__逐渐__地亮起来 阻碍电流的__增加__
断电自感 断开开关的瞬间，灯泡A__闪亮__一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 阻碍电流的__减小__
要点3　自感系数
1. E＝L中L是比例系数，叫作自感系数，简称__自感__或__电感__．
(1) L是反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，与它通不通电，及电流如何变化无关．
(2) 单位：__亨利__，符号是H.
1 mH＝1×10-3 H，1 μH＝1×10-6 H.
2. 决定因素：自感系数由线圈本身决定，与线圈的__大小__、__形状__、__圈数__，以及是否有__铁芯__等因素有关．
线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大得多．
要点4　磁场的能量
磁场具有能量，磁场的能量转化同样遵循能量守恒定律．
1. 自感现象中的磁场能量
(1) 线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给__磁场__，储存在__磁场__中．
(2) 线圈中电流减小时：__磁场__中的能量释放出来转化为电能．
2. 电的“惯性”：线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，这就是所谓的电的“惯性”．“惯性”大小决定于线圈的自感系数．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．(　×　)
(2) 在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用．(　√　)
(3) 只有闭合的回路才能产生互感．(　×　)
(4) 线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关．(　×　)
(5) 线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势．(　√　)
2. (2024·广州天河区期末)如图所示，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，A、B是两个相同的小灯泡，开关S由断开到闭合(　C　)
A. A先亮B后亮，然后B逐渐变亮
B. B先亮A后亮，然后A逐渐变亮
C. A、B同时亮后B逐渐变暗至熄灭
D. A、B同时亮后A逐渐变暗至熄灭
解析：当S闭合瞬间，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将B灯短路，B逐渐变暗直到熄灭，同时，A灯电流逐渐增大，变得更亮，C正确，A、B、D错误．故选C.
考向1　对互感现象的理解和应用
1. 互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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．
2. 互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的．
　(2024·广州期末)图甲为手机无线充电，其充电原理如图乙．充电底座接交流电源，对充电底座供电．若在某段时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度大小逐渐增大．下列说法中正确的是(　C　)
甲
乙
A. 受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B. 送电线圈内的电流大小在逐渐减小
C. 受电线圈中感应电流方向由c→d
D. 受电线圈有扩张趋势
解析：无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是电磁感应，A错误；由磁感应强度大小逐渐增大可知，送电线圈内的电流大小在逐渐增大，B错误；由楞次定律可知，受电线圈的磁通量增强，则受电线圈中感应电流的磁场与原磁场方向相反，即受电线圈中感应电流的磁场方向向下，再根据安培定则可知，受电线圈中感应电流方向由c→d，C正确；根据楞次定律的第二种表述“增缩减扩”可知，受电线圈有收缩趋势，D错误．
考向2　对自感现象的理解和分析
1. 对自感现象的分析思路
(1) 明确通过自感线圈的电流大小的变化情况(是增大还是减小).
(2) 根据“增反减同”，判断自感电动势的方向．
(3) 分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小．
2. 自感现象中，灯泡亮度变化的问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后亮度不变
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2，若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；若I2＞I1，灯泡闪亮一下后逐渐变暗．两种情况灯泡电流方向均改变
(1) 当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
(2) 当电路稳定时，电感L相当于一段导体，若电感L有直流电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电阻，则它相当于一根导线．
　(2024·惠州博罗县期中)同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是(　B　)
A. 闭合开关S后，A2始终比A1亮
B. 闭合开关S后，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C. 断开开关S后，A1、A2立即熄灭
D. 断开开关S后，A1先熄灭，A2过一会儿才熄灭
解析：闭合开关S后，A2灯立即正常发光，A1灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来，最后一样亮，A错误，B正确；断开开关S时，线圈中产生自感电流，阻碍原电流的减小，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，A1、A2都过一会儿才熄灭，C、D错误．故选B.
　如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，其额定电压均为 3 V，图中电源电动势E＝3 V，其内阻不计，D是具有单向导电性的理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计．下列说法中正确的是(　B　)
A. 开关S闭合瞬间，A、B同时逐渐变亮
B. 开关S闭合瞬间，B逐渐变亮，A不亮
C. 开关S断开瞬间，A、B均立即熄灭
D. 开关S断开瞬间，A立即熄灭，B逐渐熄灭
解析：闭合开关，二极管接反向电压，因此A灯不亮，线圈电流在逐渐增大，因此B灯逐渐变亮，A错误，B正确；断开瞬间，B灯立即熄灭，A灯与线圈构成回路，先闪亮再逐渐熄灭，C、D错误．
1. 当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2. 断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3. 如果电路中有二极管、电容器，要注意其特性．
考向3　自感现象中的图像问题
1. 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，即线圈中的电流不能“突变”.
2. 要注意过程分析和图像细节．
　(2025·江门新会一中)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D2灯泡的电阻是D1灯泡电阻的2倍且阻值均不变，E是内阻不计的电源，在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　C　)
　　　
　　　　　A　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　 D
解析：L的直流电阻不计，电路稳定后通过D1的电流是通过D2电流的2倍；闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，D1逐渐变亮，即I1逐渐变大，而D2所在支路立即就有电流，在t1时刻断开开关S，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，且方向不变，同时由于D1和D2构成回路，通过D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，且逐渐减小. 故选C.
考向4　自感现象中的定量分析
1. 自感现象的“三种状态”
(1) 线圈通电瞬间可把线圈看成断路．
(2) 断电瞬间自感线圈相当于电源．
(3) 电流稳定时，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线．
2. 自感现象的一个特点
在发生自感现象时，电流不发生“突变”．
　如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5 Ω，R2＝7.5 Ω，L为自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2 A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4 A.求电源的电动势和内阻．
答案：3 V　5 Ω
解析：闭合开关S的瞬间，R1和R2串联接入电路．
由闭合电路欧姆定律得I1＝
电路稳定后，R2被短路
则I2＝
由以上两式联立，代入数值解得E＝3 V，r＝5 Ω
1. (2025·佛山三中)如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡．将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高．则(　D　)
A. R连入电路的阻值与L的直流阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等
C. 断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭
D. 断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭
解析：已知最终A2亮度更高，则通过A2的电流更大，根据并联电路电压相等可知，R连入电路的阻值大于L的直流阻值，A错误；闭合S瞬间，L阻碍电流的增大，L中电流小于变阻器R中电流，B错误；断开S，L阻碍电流的减小，L和变阻器R以及两灯泡构成回路，断开S瞬间该回路电流大小等于初始通过A2的电流，故A1闪亮，之后L的电流逐渐减小至零，则两灯逐渐熄灭，C错误，D正确．故选D.
2. 如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡B的电流随时间变化的图像正确的是(　D　)
　　　　　　
　　　　A　　　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　　D
解析：由题可知，可认为自感线圈L的电阻跟灯泡相等，当电路稳定时，流过灯泡A的电流是流过灯泡B的一半，在t1时刻将S断开，因为线圈阻碍电流的减小，在L和A、B灯泡构成的回路中形成逆时针方向的电流，此刻电路中电流与稳定时流过灯泡A的电流差不多相等，但流过灯泡B的电流与稳定时的方向相反，随着时间的变化电流逐渐减小．故D正确．
配套新练案
考向1　对互感现象的理解和应用
1. (多选)下列关于互感现象的说法中，正确的是(　ABC　 )
A. —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，同样遵循愣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
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，之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，A、B正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感的原理，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，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，D错误．
2. (2024·茂名化州期中)如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连. 当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　C　)
A. 自感 B. 静电感应
C. 互感 D. 直接导电
解析：小螺线管与音乐播放器相连，小线圈中输入了音频信号；当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，说明大线圈中激发出了感应电流，是互感现象．C正确，A、B、D错误．故选C.
考向2　对自感现象的理解和分析
3. (2024·揭阳揭东区期末)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A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　C　)
甲 乙
A. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
B. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
C. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
D. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
解析：在电路甲中，断开S后，由于自感电动势的作用，且灯A、线圈L与电阻R形成闭合回路，故线圈中电流开始逐渐减小，使灯A逐渐变暗，但不会先变得更亮，A、B错误；在电路乙中，稳定时，线圈L所在支路电阻较小，电流较大，灯A所在支路电流较小，断开S后，自感电动势形成的较大电流流过灯A，将使灯A先变得更亮，然后逐渐变暗，C正确，D错误．
4. 小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路．小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电路中，如图乙所示．下列说法中正确的是(　C　)
甲 乙
A. 图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈L中的电流
B. 图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭
C. 图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学
D. 图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流
解析：由图甲可知，闭合开关，电路稳定后，由于线圈电阻忽略不计，小灯泡短路，流过小灯泡的电流为0，线圈中的电流大于小灯泡中的电流，断开开关的瞬间，线圈由于自感，使小灯泡不会立即熄灭，A、B错误；由图乙可知，闭合开关，线圈使几位同学短路，断开开关的瞬间，线圈由于自感，线圈和几位同学组成闭合回路，流过几位同学的电流与流过线圈的电流大小相等，D错误，C正确．
考向3　自感现象中的图像问题
5. (2024·云浮罗定期中)如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I随时间变化的图线可能是下图中的(　D　)
　　　　　　
　　　　　　　　A　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D
解析：当断开开关，原来通过R1的原电流立即消失，线圈中产生自感电动势阻碍自身电流变化，线圈相当于电源，线圈中的电流流过电阻R1，其方向与原来流过电阻R1的电流方向相反，并且电流逐渐减小最后为0.故选D.
考向4　自感现象中的定量分析
6. 如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为E＝6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差．
答案：－106 V
解析：当S断开后，线圈中出现的自感电动势阻碍原电流的减小，因此电动势方向与线圈中原电流方向相同，即L的右端电势高于左端电势．
由于S断开时，a、b两点间断路，相当于电阻很大，所以整个回路中由电动势造成的电势差集中在a、b两点间，有
φb－φa＝E＋E′＝(6＋100) V＝106 V
即a点的电势比b点低106 V，Uab＝－106 V
7. (2025·深圳中学)如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则(　D　)
A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B. 闭合开关S时，LA、LB“慢慢”亮起来，最终LB更亮一些
C. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下
D. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB闪亮后才“慢慢”熄灭
解析：闭合开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡LA将“慢慢”亮起来，而灯泡LB立即亮起来，电路稳定后，由于灯泡LA支路的电阻小一些，则该支路的电流大一些，即稳定后，最终LA更亮一些，A、B错误；电路接通稳定后，断开开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡LA中的电流不能立即减为0，该电流将在新的回路中逐渐减为0，即LA、LB“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡LA的电流大于通过灯泡LB的电流，则LB闪亮后才“慢慢”熄灭，C错误，D正确．故选D.
8. (2024·广州大学附属中学)如图(a)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，测得cd间的电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　C　)
图(a) 图(b)
　　　　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　　D
解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势即cd线圈中的电压Ucd＝＝S，由于磁场是线圈ab中的感应电流产生的，所以有ΔB∝ΔI，综上可得Ucd∝S，即电压大小与线圈中电流的变化率成正比，根据图(b)可判断0～0.5 s和0.5～1.5 s电流的变化率大小相等，方向相反，即i-t图像斜率大小相等，方向相反，C图符合．
9. (2024·安徽宣城期末)(多选)如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像．不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻．下列说法中正确的是(　AD　)
甲 乙
A. 开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变
C. 开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中u1∶u2＝3∶4
解析：开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和D2串联，流经灯D1和D2的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过灯D2的电流改变，A正确，B错误；开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D3和D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和D2的电流相等，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，C错误；开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有u1＝E，电路稳定后，流过D3的电流为I＝×，开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为u2＝2IR，解得u1∶u2＝3∶4，D正确．故选A、D.(共52张PPT)
第二章
课时4　互感和自感
电磁感应
核心 目标 1. 了解互感与自感现象，能解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现．
2. 会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，知道互感现象与自感现象的防止和应用．
必备知识 记忆理解
互感现象
要点
1
1. 概念：两个相互靠近的线圈之间没有导线相连，当其中一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生______________的现象，叫互感，产生的电动势叫互感电动势．
2. 应用：互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，变压器、延时继电器、收音机的“磁性天线”就是利用____________制成的．
3. 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工作．
感应电动势
互感现象
自感现象
要点
2
1. 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在__________激发出感应电动势的现象．
2. 自感电动势：由于________而产生的感应电动势，在闭合电路中会产生自感电流．产生自感电动势的线圈相当于电源．
(1) 作用：总是阻碍自身电流的变化，但不能________，且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响．
(2) 方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向________；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向________．
自感
阻止
相反
相同
它本身
3. 通电自感和断电自感
电路 现象 自感电动势的作用
通电自感 接通电源的瞬间，灯泡A1 ________地亮起来 阻碍电流的________
断电自感 断开开关的瞬间，灯泡A ________一下后逐渐变暗或灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 阻碍电流的________
逐渐
增加
闪亮
减小
自感系数
要点
3
自感
电感
亨利
2. 决定因素：自感系数由线圈本身决定，与线圈的________、________、________，以及是否有________等因素有关．
线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大得多．
大小
形状
圈数
铁芯
磁场的能量
要点
4
磁场具有能量，磁场的能量转化同样遵循能量守恒定律．
1. 自感现象中的磁场能量
(1) 线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给________，储存在________中．
(2) 线圈中电流减小时：________中的能量释放出来转化为电能．
2. 电的“惯性”：线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，这就是所谓的电的“惯性”．“惯性”大小决定于线圈的自感系数．
磁场
磁场
磁场
1. 易错辨析
(1) 两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象． (　　)
(2) 在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用. (　　)
(3) 只有闭合的回路才能产生互感． (　　)
(4) 线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关． (　　)
(5) 线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势． (　　)
×
√
×
×
√
2. (2024·广州天河区期末)如图所示，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，A、B是两个相同的小灯泡，开关S由断开到闭合 (　　)
A. A先亮B后亮，然后B逐渐变亮
B. B先亮A后亮，然后A逐渐变亮
C. A、B同时亮后B逐渐变暗至熄灭
D. A、B同时亮后A逐渐变暗至熄灭
C
解析：当S闭合瞬间，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将B灯短路，B逐渐变暗直到熄灭，同时，A灯电流逐渐增大，变得更亮，C正确，A、B、D错误．故选C.
把握考向 各个击破
对互感现象的理解和应用
考向
1
1. 互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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．
2. 互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的．
(2024·广州期末)图甲为手机无线充电，其充电原理如图乙．充电底座接交流电源，对充电底座供电．若在某段时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度大小逐渐增大．下列说法中正确的是(　　)
A. 受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B. 送电线圈内的电流大小在逐渐减小
C. 受电线圈中感应电流方向由c→d
D. 受电线圈有扩张趋势
1
C
甲
乙
解析：无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是电磁感应，A错误；由磁感应强度大小逐渐增大可知，送电线圈内的电流大小在逐渐增大，B错误；由楞次定律可知，受电线圈的磁通量增强，则受电线圈中感应电流的磁场与原磁场方向相反，即受电线圈中感应电流的磁场方向向下，再根据安培定则可知，受电线圈中感应电流方向由c→d，C正确；根据楞次定律的第二种表述“增缩减扩”可知，受电线圈有收缩趋势，D错误．
对自感现象的理解和分析
考向
2
1. 对自感现象的分析思路
(1) 明确通过自感线圈的电流大小的变化情况(是增大还是减小).
(2) 根据“增反减同”，判断自感电动势的方向．
(3) 分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小．
2. 自感现象中，灯泡亮度变化的问题
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡突然变亮然后逐渐变暗，最后亮度不变
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2，若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；若I2＞I1，灯泡闪亮一下后逐渐变暗．两种情况灯泡电流方向均改变
(1) 当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流的增大，使电流从零逐渐增大到稳定值，但不能阻止电流的增大．
(2) 当电路稳定时，电感L相当于一段导体，若电感L有直流电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电阻，则它相当于一根导线．
(2024·惠州博罗县期中)同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是 (　　)
A. 闭合开关S后，A2始终比A1亮
B. 闭合开关S后，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C. 断开开关S后，A1、A2立即熄灭
D. 断开开关S后，A1先熄灭，A2过一会儿才熄灭
2
B
解析：闭合开关S后，A2灯立即正常发光，A1灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来，最后一样亮，A错误，B正确；断开开关S时，线圈中产生自感电流，阻碍原电流的减小，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，A1、A2都过一会儿才熄灭，C、D错误．故选B.
如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，其额定电压均为 3 V，图中电源电动势E＝3 V，其内阻不计，D是具有单向导电性的理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计．下列说法中正确的是 (　　)
A. 开关S闭合瞬间，A、B同时逐渐变亮
B. 开关S闭合瞬间，B逐渐变亮，A不亮
C. 开关S断开瞬间，A、B均立即熄灭
D. 开关S断开瞬间，A立即熄灭，B逐渐熄灭
3
B
解析：闭合开关，二极管接反向电压，因此A灯不亮，线圈电流在逐渐增大，因此B灯逐渐变亮，A错误，B正确；断开瞬间，B灯立即熄灭，A灯与线圈构成回路，先闪亮再逐渐熄灭，C、D错误．
1. 当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
2. 断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下再熄灭；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．
3. 如果电路中有二极管、电容器，要注意其特性．
自感现象中的图像问题
考向
3
1. 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，即线圈中的电流不能“突变”.
2. 要注意过程分析和图像细节．
(2025·江门新会一中)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D2灯泡的电阻是D1灯泡电阻的2倍且阻值均不变，E是内阻不计的电源，在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 (　　)
4
C
解析：L的直流电阻不计，电路稳定后通过D1的电流是通过D2电流的2倍；闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，D1逐渐变亮，即I1逐渐变大，而D2所在支路立即就有电流，在t1时刻断开开关S，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，且方向不变，同时由于D1和D2构成回路，通过D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，且逐渐减小. 故选C.
自感现象中的定量分析
考向
4
1. 自感现象的“三种状态”
(1) 线圈通电瞬间可把线圈看成断路．
(2) 断电瞬间自感线圈相当于电源．
(3) 电流稳定时，自感线圈相当于导体电阻，理想线圈电阻为零，相当于导线．
2. 自感现象的一个特点
在发生自感现象时，电流不发生“突变”．
如图所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R1＝2.5 Ω，R2＝7.5 Ω，L为自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S的瞬间，电流表读数I1＝0.2 A，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I2＝0.4 A.求电源的电动势和内阻．
答案：3 V　5 Ω
5
随堂内化 即时巩固
1. (2025·佛山三中)如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡．将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高．则 (　　)
A. R连入电路的阻值与L的直流阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等
C. 断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭
D. 断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭
D
解析：已知最终A2亮度更高，则通过A2的电流更大，根据并联电路电压相等可知，R连入电路的阻值大于L的直流阻值，A错误；闭合S瞬间，L阻碍电流的增大，L中电流小于变阻器R中电流，B错误；断开S，L阻碍电流的减小，L和变阻器R以及两灯泡构成回路，断开S瞬间该回路电流大小等于初始通过A2的电流，故A1闪亮，之后L的电流逐渐减小至零，则两灯逐渐熄灭，C错误，D正确．故选D.
2. 如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡B的电流随时间变化的图像正确的是 (　　)
D
解析：由题可知，可认为自感线圈L的电阻跟灯泡相等，当电路稳定时，流过灯泡A的电流是流过灯泡B的一半，在t1时刻将S断开，因为线圈阻碍电流的减小，在L和A、B灯泡构成的回路中形成逆时针方向的电流，此刻电路中电流与稳定时流过灯泡A的电流差不多相等，但流过灯泡B的电流与稳定时的方向相反，随着时间的变化电流逐渐减小．故D正确．
配套新练案
考向1　对互感现象的理解和应用
1. (多选)下列关于互感现象的说法中，正确的是 (　　　)
A. —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，同样遵循愣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
ABC
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，之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，A、B正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感的原理，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，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，D错误．
2. (2024·茂名化州期中)如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连. 当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是 (　　)
A. 自感
B. 静电感应
C. 互感
D. 直接导电
C
解析：小螺线管与音乐播放器相连，小线圈中输入了音频信号；当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，说明大线圈中激发出了感应电流，是互感现象．C正确，A、B、D错误．故选C.
考向2　对自感现象的理解和分析
3. (2024·揭阳揭东区期末)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A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)
C
A. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
B. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
C. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
D. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
甲
乙
解析：在电路甲中，断开S后，由于自感电动势的作用，且灯A、线圈L与电阻R形成闭合回路，故线圈中电流开始逐渐减小，使灯A逐渐变暗，但不会先变得更亮，A、B错误；在电路乙中，稳定时，线圈L所在支路电阻较小，电流较大，灯A所在支路电流较小，断开S后，自感电动势形成的较大电流流过灯A，将使灯A先变得更亮，然后逐渐变暗，C正确，D错误．
4. 小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈L、开关和若干导线连成如图甲所示的电路．小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电路中，如图乙所示．下列说法中正确的是 (　　)
C
A. 图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈L中的电流
B. 图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭
C. 图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学
甲
乙
D. 图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈L的电流
解析：由图甲可知，闭合开关，电路稳定后，由于线圈电阻忽略不计，小灯泡短路，流过小灯泡的电流为0，线圈中的电流大于小灯泡中的电流，断开开关的瞬间，线圈由于自感，使小灯泡不会立即熄灭，A、B错误；由图乙可知，闭合开关，线圈使几位同学短路，断开开关的瞬间，线圈由于自感，线圈和几位同学组成闭合回路，流过几位同学的电流与流过线圈的电流大小相等，D错误，C正确．
考向3　自感现象中的图像问题
5. (2024·云浮罗定期中)如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I随时间变化的图线可能是下图中的 (　　)
D
解析：当断开开关，原来通过R1的原电流立即消失，线圈中产生自感电动势阻碍自身电流变化，线圈相当于电源，线圈中的电流流过电阻R1，其方向与原来流过电阻R1的电流方向相反，并且电流逐渐减小最后为0.故选D.
考向4　自感现象中的定量分析
6. 如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为E＝6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差．
答案：－106 V
解析：当S断开后，线圈中出现的自感电动势阻碍原电流的减小，因此电动势方向与线圈中原电流方向相同，即L的右端电势高于左端电势．
由于S断开时，a、b两点间断路，相当于电阻很大，所以整个回路中由电动势造成的电势差集中在a、b两点间，有
φb－φa＝E＋E′＝(6＋100) V＝106 V
即a点的电势比b点低106 V，Uab＝－106 V
7. (2025·深圳中学)如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则 (　　)
A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B. 闭合开关S时，LA、LB“慢慢”亮起来，最终LB更亮一些
C. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB“慢
慢”熄灭，并没有闪亮一下
D. 电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB闪亮后才“慢慢”熄灭
D
解析：闭合开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡LA将“慢慢”亮起来，而灯泡LB立即亮起来，电路稳定后，由于灯泡LA支路的电阻小一些，则该支路的电流大一些，即稳定后，最终LA更亮一些，A、B错误；电路接通稳定后，断开开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡LA中的电流不能立即减为0，该电流将在新的回路中逐渐减为0，即LA、LB“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡LA的电流大于通过灯泡LB的电流，则LB闪亮后才“慢慢”熄灭，C错误，D正确．故选D.
8. (2024·广州大学附属中学)如图(a)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，测得cd间的电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　　)
C
图(a)
图(b)
9. (2024·安徽宣城期末)(多选)如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像．不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻．下列说法中正确的是 (　　)
AD
A. 开关S闭合瞬间，流经灯D1和D2的电流相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流
保持不变
C. 开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中u1∶u2＝3∶4
甲
乙
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