互感和自感 知識要點：一、互感現(xiàn)象    兩個相鄰的線圈，當一個線圈中的電流變化時在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫做互感。這種感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。二、自感現(xiàn)象1．自感：當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫做自感，相應(yīng)的電動勢叫做自感電動勢。    2．典型電路：         3．規(guī)律：自感電動勢大小               自感電動勢方向服從楞次定律，即感應(yīng)電流總是阻礙原電流的變化。4．自感系數(shù)：公式中的L叫做自感系數(shù)，簡稱自感或電感。自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關(guān)。三、渦流1．定義：塊狀金屬在磁場中運動，或者處在變化的磁場中，金屬塊內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在整塊金屬內(nèi)部自成閉合回路，叫做渦流。2．熱效應(yīng)：金屬塊中的渦流要產(chǎn)生熱量。如果磁通量變化率大，金屬的電阻率小，則渦流很強，產(chǎn)生的熱量很多。利用渦流的熱效應(yīng)可以制成高頻感應(yīng)爐、高頻焊接、電磁爐等感應(yīng)加熱設(shè)備。變壓器、電機鐵芯中的渦流熱效應(yīng)不僅損耗能量，嚴重時還會使設(shè)備燒毀．為減少渦流，變壓器、電機中的鐵芯都是用很薄的硅鋼片疊壓而成。3．磁效應(yīng)：塊狀導(dǎo)體在磁場中運動時，產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。電磁儀表中的電磁阻尼器就是根據(jù)渦流磁效應(yīng)制成的4．機械效應(yīng)：磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力使導(dǎo)體運動起來，這種作用稱為電磁驅(qū)動。交流感應(yīng)電動機、磁性式轉(zhuǎn)速表就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。　課堂練習(xí)1．（海南）在如圖所示的電路中，a、b為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關(guān)。關(guān)于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是（ C ）A．合上開關(guān)，a先亮，b后亮；斷開開關(guān)，a、b同時熄滅B．合上開關(guān)，b先亮，a后亮；斷開開關(guān)，a先熄滅，b后熄滅C．合上開關(guān)，b先亮，a后亮；斷開開關(guān)，a、b同時熄滅D．合上開關(guān)，a、b同時亮；斷開開關(guān)，b熄滅，a后熄滅 2．（徐州三測）在如圖所示電路中。A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零 的電感線圈，C是電容很大的電容器．當S閉合與斷開時，對A、B的發(fā)光情況判斷正確的是                         （ AC ）     A．S閉合時，A立即亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時，B立即亮，然后逐漸熄滅C．S閉合足夠長時間后，B發(fā)光，而A不發(fā)光D．S閉合足夠長時間后再斷開S，B立即熄滅，而A逐漸熄 3．如圖所示，A和B是電阻為R的電燈，L是自感系數(shù)較大的線圈，當S1閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時，A、B亮度相同，再閉合S2，待電路穩(wěn)定后將S1斷開，下列說法中，正確的是                      （ AD ） A．B燈立即熄滅      B．A燈將比原來更亮一些后再熄滅 C．有電流通過B燈，方向為c→d D．有電流通過A燈，方向為b→a 4．如圖所示，abcd是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣的細桿掛在固定點O，使金屬線框在豎直平面內(nèi)來回擺動的過程穿過水平方向的勻強磁場區(qū)域，磁感線方向跟線框平面垂直，若懸點摩擦和空氣阻力不計，則                      （ AC ）A．線框進入或離開磁場區(qū)域時，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反B．線框進入磁場區(qū)域后，越靠近OO′線時速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大C．線框開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后將不再減小D．線框擺動過程中，機械能完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能 5．（上海）如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度。兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管比穿過B管的小球先落到地面。下面對于兩管的描述這可能正確的是：                               （ B ）A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的；B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的；C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的；D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的。 6．如圖所示是一種延時開關(guān)，當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通。當S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間才被釋放。則                            （ BC ）A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C．如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用    D．如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長 7．如圖所示，電路中L是自感系數(shù)較大的電感器．當滑動變阻器的滑動觸頭P從A端迅速滑向B端過程中通過AB的中點C時刻，回路中的電流為I1；當滑動觸頭P從B端迅速滑向A端過程中通過C點時刻，回路中的電流為I2；當滑動觸頭固定在C點時刻，回路中的電流為I3，則下列關(guān)系正確的是           （ C ）A．I1= I2=I3        B．I1> I3>I2        C．I1< I3<I2        D．I1= I2>I38．如圖所示，電鍵S原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時刻t1突然打開電鍵S，則通過電阻R1中的電流I1隨時間變化的圖像是(  D  )  9．(連云港三研)圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，用電流傳感器顯示器各時刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0Ω，定值電阻R=2.0Ω，AB間電壓U=6.0 V。開關(guān)S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t1=1.0×10–3 s時刻斷開關(guān)S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示。（1）求出線圈L的直流電阻RL；（2）在圖甲中用箭頭標出斷開開關(guān)后通過電燈的電流方向；（3）在t2=1.6×10–3 s時刻線圈L中的感應(yīng)電動勢的大小是多少？解答：（1）由圖可知，零時刻通過電感線圈L的電流為：I0＝1.5A，由歐姆定律：解得：（2）R1中電流方向向左（或逆時針方向）（3）由圖可知，在t2=1.6×10–3 s時刻電感線圈L的電流I=0.2A。線圈此時相當于一個電源，由閉合電路的歐姆定律得：E = I (RL+R+R1)代入數(shù)據(jù)解之得：E＝2.0V 課外作業(yè)1．關(guān)于線圈中自感電動勢的大小，下列說法中正確的是           (  B  ) A．電感一定時，電流變化越大，電動勢越大 B．電感一定時，電流變化越快，電動勢越大 C．通過線圈的電流為零的瞬間，電動勢為零 D．通過線圈的電流為最大值的瞬間，電動勢最大   2．關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法，正確的是                          ( BC ) A．自感電動勢越大，自感系數(shù)也越大 B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數(shù)減小 C．把線圈匝數(shù)增加一些，自感系數(shù)變大 D．繞制電感線圈的導(dǎo)線越粗，自感系數(shù)越大 3．如圖所示，D1和D2是兩個相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其電阻與R相同，下列說法正確的是                                              （ AB ）A．線圈L中的電流變化越快，則其自感系數(shù)越大，自感電動勢也越大B．電鍵S閉合時D1先達最亮，斷開時后暗C．電鍵S閉合時D2先達最亮，斷開時后暗D．從S閉合到斷開，D1和D2始終一樣亮 4．如圖所示，（a）、（b）中，R和自感線圈L的電阻都很小，接通K，使電路達到穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光。下列說法正確的是                                       （ AD ）A．在電路（a）中，斷開K，S將漸漸變暗B．在電路（a）中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路（b）中，斷開K，S將漸漸變暗
D．在電路（b）中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗5．如圖電路中，自感線圈的直流電阻RL很?。珊雎圆挥嫞?，自感系數(shù)L很大。A、B、C是三只完全相同的燈泡，則S閉合后                                    （ BCD ）  A．S閉合瞬間，B、C燈先亮，A燈后亮  B．S閉合瞬間，A燈最亮，B燈和C燈亮度相同  C．S閉合后，過一會兒，A燈逐漸變暗，最后完全熄滅  D．S閉合后過一會兒，B、C燈逐漸變亮，最后亮度相同 6．如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測量自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，拆解電路時應(yīng)                              （ B ） A．先斷開S1               B．先斷開S2C．先拆除電流表           D．先拆除電壓表解答：只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會組成閉合回路，在斷開電路干路時，線圈L會因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流的方向與原方向相同，這時流過電壓表時，電流的方向與原來電流方向相反，電壓表中的指針將反向轉(zhuǎn)動，損壞電壓表，所以必須先拆下電壓表，即斷開S2。 7．如圖所示，多匝線圈L的電阻和電源內(nèi)阻都很小，可忽略不計，電路中兩個電阻器的電阻均為R，開始時電鍵S斷開．此時電路中電流強度為I0，現(xiàn)將電鍵S閉合、線圈L中有自感電動勢產(chǎn)生，下列說法中正確的是                                         （ D ）A．由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流最終由I0減小到零B．由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流最終總小于I0C．由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流將保持I0不變D．自感電動勢有阻礙電流增大的作用，但電路中電流最終還要增大到2 I0 8．如圖所示，燈泡L1和L2 均為“6V 3W”，L3 為“6V 6W”，電源電動勢8V，線圈L的自感系數(shù)很大而電阻可忽略。則開關(guān)閉合瞬時，三燈亮度情況                                ，當電流逐漸穩(wěn)定時又如何                        。L1、L2同時亮，L3不亮，由亮到暗的順序為L2、L3、L1   

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6 互感和自感

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