1、第四章 电磁感应第6节 互感和自感一、自感1自感现象：由于导体自身电流的变化而产生的 叫做自感现象。2自感电动势（1）定义：在自感现象中产生的电动势；（2）方向：当导体中的电流增大时，自感电动势与原电流方向 ；当导体中的电流减小时，自感电动势与原电流方向 ；（3）作用：总是阻碍导体中原电流的变化，只是延缓了过程的进行，但不能使过程 ，其大小与电流的变化率成 。3线圈的自感系数（1）线圈的自感系数跟线圈的横截面积、长度、 等因素有关，线圈的横截面积 、线圈越长、匝数越多，它的自感系数就 ，另外，有铁芯时线圈的自感系数要比没有铁芯时大得多。（2）单位：亨，符号：H，1 mH= H，1 H= H。二
2、、互感1如图所示的电路中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 的磁场会使另一个线圈中产生 ，这种现象叫做互感。2互感电动势在互感现象中产生的电动势叫做 。说明（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相互靠近的 之间。（2）互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。3应用与危害（1）应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的。（2）危害：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，这时要设法减小电路间的互感。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。电磁感应现象 相反
3、相同 停止 正比 匝数 越大 越大 103 106变化 感应电动势 互感电动势 电路通电自感与断电自感比较通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，R=RL，L较大（有铁芯）L很大（有铁芯）现象在S闭合的瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过灯A，若RLIA，则A灯熄灭
4、前要闪亮一下。若RLRA，原来的电流ILIA，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能注意：（1）通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加；（2）断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小；（3）自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向；（4）电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻时就相当于一根导线。【例题】如图所示，E为电池，L是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，S
5、是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是A刚闭合S的瞬间，灯泡D1、D2的亮度相同B刚闭合S的瞬间，灯泡D2比灯泡D1亮C闭合S，待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮D闭合S，待电路达到稳定后，D1、D2都先更亮后逐渐变暗参考答案：AC1关于自感电动势的大小和方向，下列说法中正确的是A在自感系数一定的条件下，通过导体的电流越大，产生的自感电动势越大B在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大C自感电动势的方向总与原电流的方向相反D当通过导体的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同2关于线圈自感系数的说法，错误的是A自感电动势越大，自感系数也越大
6、B把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D电感是自感系数的简称3（2018云南省玉溪市易门一中高二期末）如图所示电路中，R1、R2是两个阻值相等的定值电阻，L是一个自感系数很大，直流电阻为零的理想线圈，设A、B两点电势分别为A、B，下列分析正确的是A开关S闭合瞬间B开关S闭合后，电路达到稳定时C当开关S从闭合状态断开瞬间D只要线圈中有电流通过，就不可能等于4如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则A闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮B闭合开关S，L2立刻
7、变亮，L1逐渐变亮C闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势D闭合开关S稳定后，断开S，L没有自感电动势5（2018山东省德州市高二期末）如图所示，电键S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A和线圈L电阻相等，现断开电键S，以下说法正确的是A小灯泡A会立即熄灭B小灯泡B过一会再熄灭C线圈L中的电流会立即消失D线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右6如图所示，电源的电动势为E，内阻为r不可忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈。关于这个电路的说法中正确的是A闭合开关，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B闭合开关，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合至断开，
8、在断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过A灯7（2018四川省成都市高中毕业班摸底测试）在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。下列说法正确的是A合上开关S，a、b同时亮B合上开关S，a先亮、b后亮C将原来闭合的开关S断开，a先熄灭、b后熄灭D将原来闭合的开关S断开，b先熄灭、a后熄灭8图中电感线圈L的直流电阻为，小灯泡的电阻为R，小量程电流表、的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，电流表、的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是A、的指针都立即回到零点B缓慢回到零点，立即左
9、偏，然后缓慢回到零点C立即回到零点，缓慢回到零点D立即回到零点，缓慢回到零点9（2018黑龙江省哈尔滨市六校高二期末联考）如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计.下列说法正确的是AS闭合瞬间，B先亮A后亮BS闭合瞬间，A先亮B后亮C电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭D电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭10某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有A家庭电路正
10、常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起11（2018云南省玉溪市第二中学高二期末）如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是A合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮B合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮C断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同12如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则A合上S
11、时，A先亮，B后亮B合上S时，A、B同时亮C合上S后，A变亮，B熄灭D断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭13（2018广东深圳市红岭中学高二段考）将直流电源、开关S、电感线圈L（自感系数较大）和灯泡A连接成如图所示的电路，开始时开关S断开，下列说法正确的是A闭合开关S时，灯泡立即变亮B开关S闭合一段时间后再断开，灯泡逐渐熄灭C开关S闭合一段时间后再断开的瞬间，a点电势高于b点电势D开关S闭合一段时间后再断开的瞬间，b点电势高于a点电势14如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。
12、图5是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象，下列说法中正确的是A甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况B乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况C丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况D丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况15（2018安徽省六安市第二中学河西校区高二月考）如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，B灯和C灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭16如图电路中，A1、A
13、2是两个指示灯，L是自感系数很大的线圈，电阻R阻值较小，开关S1断开、S2闭合。现闭合S1，一段时间后电路稳定。下列说法中正确的是A闭合S1，通过电阻R的电流先增大后减小B闭合S1，Al亮后逐渐变暗C闭合S1，A2逐渐变亮，然后亮度不变D断开电路时，为保护负载，应先断开S2，再断开S117在如图所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点在刻度盘的中央。当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是AG1指针向右摆，G2指针向左摆BG1指针向左摆，G2指针向右摆C两指针都向右摆D两指针都向左摆18（2018湖北省武汉市
14、第十一中学模模拟）如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是 A火花是由于摩擦生热引起的B如导线端只向一个方向划动也能产生电火花C要产生电火花，锉刀必须由铁磁性材料做成D事实上，导线另一端只要保持与锉刀良好接触而不滑动，也会产生电火花19（2017北京卷）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下
15、列说法正确的是A图1中，A1与L1的电阻值相同B图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等1BD【解析】当通过导体的电流减小时，导体会产生阻碍原电流减小的感应电流，所以方向相同，在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，则产生的自感电动势越大，所以BD正确。学科#网2A【解析】自感系数与线圈的匝数、单位长度上线圈的匝数、横截面积及有无铁芯有关；电感是自感系数的简称；自感系数是由线圈自身性质决定的，与自感电动势无关，只有选项A是错误的。3C【解析】开关闭合瞬间电流由A指向B增大，自感线圈阻
16、碍电流增加，故，A错误；电路稳定后，自感线圈相当于导线；，BD错误；当开关S从闭合状态断开瞬间自感线圈产生感应电流，相当于电源，电流方向由A指向B，故，C正确。4B【解析】闭合电键S，自感线圈产生自感电动势，阻碍通过L1的电流增大，灯L1逐渐变亮，闭合开关，通过L2的电流立即稳定，L2立刻变亮，故A错误，B正确；闭合电键S稳定后，流过线圈的电流不变，线圈L没有自感电动势，故C错误；闭合电键S稳定后，打开S，穿过线圈L的电流发生变化，L产生自感电动势，故D错误。【名师点睛】线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈上端是电源正极，当电流减小时，相当于一
17、个瞬间电源，线圈下端是电源正极。6A【解析】开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，由于线圈中产生感应电动势的阻碍作用，B灯逐渐变亮，当线圈电流阻碍较小后A灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，两灯泡灯泡亮度稳定。故A正确，B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭，故C错误；开关断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过A灯，故D错误。【名师点睛】线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极。当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极
18、。【名师点睛】对于线圈要抓住这个特性：当电流增大时，线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加；当电键断开时，线圈相当于电源，为回路提供瞬间的电流。8B【解析】电路稳定后断开，通过灯泡这一支路的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，所以通过的电流逐渐减小，缓慢回到零点；通过电感线圈的电流也通过灯泡，所以含有灯泡的支路的电流从Q流向P，使立即左偏，偏后缓慢回到零点，故选项B正确，选项ACD错误。【名师点睛】解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小，注意通过电表的电流方向与原来方向相反，这是解题的关键。9D【解析
19、】闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电压，故电流可通过灯泡AB，即AB灯泡同时亮，故AB错误。因线圈的电阻为零，则当电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，当开关S断开瞬间B立刻熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A仍是熄灭的，故C错误，D正确。【名师点睛】该题两个关键点，1、要知道理想线圈的特征：刚通电时线圈相当于断路，断开电键时线圈相当于电源；2、要知道二极管的特征是只正向导通10ABD【解析】家庭电路正常工作时，零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反，在中产生的磁场方向始终相反，磁场相互叠加， 中的磁通量为零，A项正确；家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时， 零线和火线中的电流
20、变大但大小仍然相等，电流方向始终相反，中的磁通量仍为零，不变，B项正确，C项错误；地面上的人接触火线发生触电时， 零线和火线中的电流大小不相等，中的磁通量不为零，发生变化，中的磁通量不为零发生变化，线圈中产生电流，此时开关K 将被电磁铁吸起D项正确。11B【解析】合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误，B正确；断开开关K切断电路时，通过A2的用来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，线圈相当于电源，左端相当于正极，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，但通过A2的
21、灯的电流方向与原来的方向相反，CD错误。【名师点睛】在分析此类型题目时，一定要注意线圈的特点，如果是理想线圈，则阻抗很大，类似与断路，阻抗消失后，电阻为零，类似一条导线，另外需要注意在开关闭合时，线圈和谁串联，则影响谁，在开关断开时，线圈和谁能组成闭合回路，则影响谁【名师点睛】关键要明确线圈中的自感电动势总是阻碍电流的增加和减小，即总是阻碍电流的变化；电感线圈L中电流变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化；故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢增加，电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少。13D【解析】闭合开关S时，由于线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加，所以灯泡慢慢变亮，选项A错误；开关S闭合一段
22、时间后再断开，电路中的电流立即消失，则灯泡立刻熄灭，选项B错误；开关S闭合一段时间后再断开的瞬间，线圈中产生的自感电动势与原来电流方向相同，则b点电势高于a点电势，选项C错误，D正确。14C【解析】开关S由闭合变为断开，传感器1中的电流立刻变为零，如丁图；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，通过线圈的电流要在R和传感器2中形成新的回路，即电流反向并逐渐减小，C正确，ABD错误。【名师点睛】解决本题的关键掌握电感对电流的阻碍作用，当电流增大时，电感线圈阻碍电流增大，当电流减小时，电感线圈阻碍电流减小。15AC【解析】S闭合时，由于L的电流增大，所以L产生很大的阻抗，相当于L是断路，所以电流从A通
23、过，A立即亮起来，但随着电流的稳定，L的阻抗消失，变成一根导线，把A短路，故A逐渐熄灭，这时电路中BC并联在电源两端，电压增大，B灯变亮，并且BC两灯的亮度相同，AC正确，B错误；电路接通稳定后，S断开时，L中的电流减小，产生很大的感应电流，相当于电源，有电流通过C灯，故C灯不会立刻熄灭，D错误。【名师点睛】解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小当电流不变时，线圈将与之并联的电路短路【名师点睛】对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源，注意开关接通与断开的先后
24、顺序。17D【解析】电路接通且稳定时，两支路均有自左到右的电流。当开关断开的瞬间，无自感线圈的支路则没有自感电流产生。有自感线圈的支路产生阻碍原电流变化的自感电流，且这一自感电流将通过能与它形成回路的各支路。此题中开关断开的瞬间，电路电流减小，故L将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化。且此时开关断开，L所在支路只能与R所在支路串联形成回路，则自感电流自右至左流经R所在支路。故D正确。18B【解析】由图可知，产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，手执导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生的电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方向无关，如导线端只向一个方向划动
25、也能产生电火花。故A错误，B正确；根据原理可知，只要锉刀是导体，则实验均能完成。故C错误；如果导线另一端保持与锉刀良好接触而不滑动，就不会产生自感电动势，从而不会产生电火花，选项D错误。【名师点睛】本题考查对自感现象的掌握情况，要注意明确自感现象是特殊的电磁感应现象，电动势阻碍遵守法拉第电磁感应定律，其方向遵守楞次定律。19C【解析】断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，C正确；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，D错误。【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象，根据楞次定律可知，感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时，会感应出逐渐减小的反向电流，使电流逐渐增大；电流突然减小时，会感应出逐渐减小的正向电流，使电流逐渐减小。
