高中物理选择性必修二第二章 4　互感和自感学案

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4　互感和自感[学习目标]　1.了解互感现象及其应用(重点)。2.了解自感现象，能够通过电磁感应的规律分析通电、断电自感现象的成因(重难点)。3.了解自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化(重难点)。一、互感现象1．互感和互感电动势：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__________________会在另一个线圈中产生__________________，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作______________。2．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____________就是利用互感现象制成的。3．危害：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__________________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的正常工作，要设法减小互感。例1　(多选)目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是(　　)A．若A线圈中有电流，B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C．A中电流越大，B中感应电动势越大D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大二、自感现象1．按照如图所示电路图连接电路。(1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？(2)根据楞次定律结合电路图分析该现象产生的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.按照如图所示电路图连接电路。(1)若灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻，先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关。观察开关断开时灯泡的亮度变化，并解释原因。若灯泡电阻大于线圈L的直流电阻，灯泡的亮度如何变化？(2)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．当一个线圈中的电流________时，它所产生的________的磁场在线圈________激发出感应电动势，这种现象称为自感。由于自感而产生的感应电动势叫作____________。2．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。3．对电感线圈阻碍作用的理解(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过电感线圈的电流不能突变。(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。(3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图。例2　如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小)(　　)A．A比B先亮，然后A逐渐熄灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A逐渐熄灭D．A、B一起亮，然后B逐渐熄灭例3　(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小，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，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗自感中“闪亮”与“不闪亮”问题例4　在如图所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过自感线圈的电流是2 A，流过灯泡D的电流是1 A，现将开关S突然断开，能正确反映流过灯泡的电流i在开关S断开前后随时间t变化关系的图像是(　　)自感现象中I－t图像的处理技巧三、自感系数和磁场的能量1．自感电动势(1)表达式：E＝________________。(2)理解：①公式中eq \f(ΔI,Δt)为电流的变化率，电流变化越快，电流变化率越大，自感电动势也越________。②公式中L为线圈的________________。2．自感系数3．磁场的能量(1)线圈中电流从无到有时，磁场也是从无到有，________把能量输送给磁场，储存在磁场中。(2)线圈中电流减小时，________中的能量释放出来转化为电能。例5　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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，灯泡逐渐变亮电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向不变①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯泡中电流方向均改变