4.6 互感和自感
【教学目标】
1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【重点难点】[高考资源网]
1．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
2．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【教学方法】
讲练结合
【教学用具】
课 件、自感现象示教板
【教学过程】
一、互感现象
1、互感现象：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
2、互感电动势：互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
3、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
如：变压器，收音机里的磁性天线。
二、自感现象
【演示1】电路闭合时线圈L的作用[高考资源网KS5U.COM]
（1）实验电路如图所示，闭合S时观察灯泡的亮度变化。
（2）现象：A2立即正常发光，A1逐渐变亮。
（3）分析：接通电路的瞬间，电流增大，穿过线圈L的磁通量也增加，在L中产生感应电动势，由楞决定律可知，它将阻碍原电流的增加，所以A1中的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来。线圈L中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的变化(增加)，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，A1最终达到正常发光．
【演示2】电路断开时线圈L的作用
（1）实验电路如图所示，断开S时观察灯泡的亮度变化。
（2）现象：灯泡^要过一会儿才逐渐熄灭。
（3）分析：电路断开时，因线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化，产生的感应电动势要阻碍原电流的减小，L中的电流只能从原值开始逐渐减小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中的电流从A中流过，所以A不会立即熄灭，而能持续发光一段时间。
结论：导体中电流变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。
1、自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
2、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。[Ks5u.com]
二、自感系数
1、自感电动势的大小
2、自感系数L
（1）比例恒量L叫做线圈的自感系数，简称自感或电感。
（2）自感系数由线圈本身的特性所决定，与线圈是否通电无关。它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。
（3）自感系数的单位：在国际单位制中是亨利，简称亨，符号H。
1H=1V·S／A
常用单位还有毫亨（mH）和微亨（uH）。
1H＝103mH＝106uH
3、、自感现象的应用和防止
（1）应用：在交流电路中，通直流阻交流，通低频阻高频，在各种电器设备和无线电技术中应用广泛，如日光灯电路中的镇流器，LC振荡电路等。
（2）危害及防止：在切断自感系数很大，电流很强的电路的瞬间，产生很高的自感电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关；精密电阻可采用双绕并绕来消除自感现象。
三、磁场的能量
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，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则 （ AD ）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
分析：（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。
（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。
【例3】如图所示，多匝线圈和电池的内阻均为零，两个电阻的阻值均为R，电键S原打开着，电路中的电流为I0，现将S闭合，于是线圈中产生自感电动势，此自感电动势： （D）
A、有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零；
B、有阻碍电流的作用，最后总电流小于I0；
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流保持I0不变；
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I0.
【例4】如图，A、B两灯的电阻均为R，S1闭合时两灯的亮度一样，若再闭合S2，待稳定后将S1断开，则在断开瞬间：（ABD）
A、B灯立即熄灭； B、A灯过一会儿才熄灭；
C、流过B灯的电流方向c→d； D、流过A灯的电流方向a→b。
【课外作业】
1、教材：P5——（3）
2、学海导航：P2——4
【教学后记】
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