互感和自感
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课件36张PPT。第六节 互感和自感学习目标：1.了解互感现象及互感现象的应用．
2．了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影
响．
3．了解自感系数的意义和决定因素．
4．知道磁场具有能量．
重点难点：1.互感现象及互感现象的应用．
2．自感现象及自感系数、自感电动势的理解．一、互感现象
[自主探究]
如图4－6－1所示，两个相互靠近的线圈甲、
乙，若甲中的电流发生________时，穿过线圈乙的________发生变化，乙中将产生感应电动势．变化磁通量图4－6－1
?成功发现
1.互感：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____________的现象
2.互感电动势：互感现象中产生的电动势
3.互感的应用和危害
（1）应用：传递________，如变压器、收音
机的磁性天线.
（2）危害：影响电力工程和电子电路的正常
工作.感应电动势能量二、自感现象
1.自感现象：在如图4－6－1所示的电路中，线圈甲中的电流发生改变时，它产生的变化的磁场在它本身也将激发出感应电动势．
2.自感电动势：自感现象中产生的电动势．
[自主探究]
3.自感电动势的作用
缓慢变亮逐渐变暗阻碍阻碍?成功发现
电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小．
即自感电动势总是阻碍_______________．
电流的变化?成功发现
1．自感电动势公式：E＝________，式中L是线圈的自感系数，简称自感或电感．
2．自感系数：(1)单位：_________，符号：
________．
(2)决定自感系数大小的因素：线圈的
_________、大小、形状，以及有无_______
等因素有关．亨利H匝数铁芯四、磁场的能量
1.磁场的能量：线圈中电流从无到有时：磁场
从无到有，电源把能量输送给________，储
存在_______中；线圈中电流从有到无时：磁
场从有到无，磁场中的能量释放出来转化为
_________．
2.电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电
流变化的作用，起_______电流变化的效果．
磁场磁场电能延缓要点1 对自感现象的理解
1.对自感现象的理解
自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应
定律和楞次定律．
2.对自感电动势的理解
(1)产生原因
通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发
生变化，因而在原线圈上产生感应电动势．(2)自感电动势的方向
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，自感电动势方向与原电流方向相同(即：增反减同)．
(3)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，使得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．
如图4－6－2所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的，从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( )
A．I1开始较大而后逐渐变小
B．I1开始很小而后逐渐变大
C．I2开始很小而后逐渐变大
D．I2开始较大而后逐渐变小
图4－6－2【思路点拨】 (1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有
阻碍作用．(2)电流稳定时，电感线圈相当于一段导线．
【精讲精析】 闭合开关S时，由于L是一个自感系数较大
的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开
始I2很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2开始逐渐
变大．闭合开关S时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较
大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以R1上的电压
逐渐减小，电流逐渐减小，故A、C正确．
【答案】 AC变式训练
1.(2010·高考海南卷)下列说法正确的是( )
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
解析：选AC.由法拉第电磁感应定律可知，当线圈
中的电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线
圈中的电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感
电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中的电流增大时，自感电动势阻碍电流的增
大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向
相反，所以选项C正确，同理可知选项D错误．
要点2 通、断电自感中，灯泡亮度变化的分析
1.
图4－6－3
在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起
如图4－6－3所示的电路，两灯泡规格相同，接
通开关后调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，然
后断开电路，再次接通的瞬间.
2.在断电自感中，灯泡的亮度变化
自感电动势(的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样．自感电动势阻碍的对象是“电流的变化”，而不是电流本身．
图4－6－4
至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是
说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于I2与
I1谁大谁小，也就是取决于R和谁大谁小．在图
4－6－4中，
(1)如果R>r，就有I1>I2，灯泡会先变得更亮一
下才熄灭．
(2)如果R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭．
(3)如果R熄灭．产生自感电动势的效果体现为线圈中电流在原来电流值基础上逐渐减小，而不是电动势与线圈两端电压相等，自感电动势可以超出线圈两端原电压．
如图4－6－5所示
灯LA、LB完全相同，带
铁芯的线圈L的电阻可忽
略．则( )
图4－6－5A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭
B．S闭合的瞬间，LA不亮，LB立即亮
C．S闭合的瞬间，LA、LB都不立即亮
D．稳定后再断开S的瞬间，LB熄灭，LA闪亮
一下再熄灭
【思路点拨】 (1)自感现象中，要理解“阻
碍”不是阻止，电流的增加是必然的，自感
现象结束后，灯泡的最终亮度就要看线圈L电
阻的大小．(2)断电自感现象中，灯泡闪亮与
否，要看IL与IA的大小关系．
【精讲精析】 S接通的瞬间，L所在支路中电流
从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势
阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对
电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中
的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过LA,
所以LA、LB会同时亮．
又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，
LA逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对LA起到“短
路”作用，因此LA最后熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，LB会比以前更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流变大，L与LA组成回路，LA要闪亮一下再熄灭，LB立即熄灭．故选AD.
【答案】 AD
变式训练
2.(2012·清华附中高二检测)如图4－6－6所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值相
同且都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D
发光，则( )
图4－6－6A．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将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：选AD.电阻R和自感线圈L的电阻都很小,题图甲中，断开S后，由于自感线圈的存在，阻
碍灯泡中的电流变小，但其仍继续变小，并通过R形成回路，所以甲图中灯泡渐渐变暗.
同理可知乙图中灯泡会突然亮一下，然后渐
渐变暗．
自感现象中的图象
自感线圈对电流的变化有阻碍作用，因此线圈
中的电流大小只能逐渐变化，而不能发生突变,
线圈中的电流方向保持不变．
[经典案例] (2010·高考江苏卷)如图4－6－7所
示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电
感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻
值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( )
图4－6－7
图4－6－8
【解题样板】 闭合开关S后，灯泡D直接发光，电感L的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压增大，则路端电压UAB逐渐减小；断开开关S后，灯泡D中原来的电流突然消失，电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小，所以灯泡D中电流将反向，并逐渐减小为零，即UAB反向逐渐减小为零，所以选项B正确．
【答案】 B
【规律总结】 通电时，线圈中的电流逐渐
增大到稳定值，断电时，线圈中的电流方向
不变，电流逐渐减小．
2．了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影
响．
3．了解自感系数的意义和决定因素．
4．知道磁场具有能量．
重点难点：1.互感现象及互感现象的应用．
2．自感现象及自感系数、自感电动势的理解．一、互感现象
[自主探究]
如图4－6－1所示，两个相互靠近的线圈甲、
乙，若甲中的电流发生________时，穿过线圈乙的________发生变化，乙中将产生感应电动势．变化磁通量图4－6－1
?成功发现
1.互感：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____________的现象
2.互感电动势：互感现象中产生的电动势
3.互感的应用和危害
（1）应用：传递________，如变压器、收音
机的磁性天线.
（2）危害：影响电力工程和电子电路的正常
工作.感应电动势能量二、自感现象
1.自感现象：在如图4－6－1所示的电路中，线圈甲中的电流发生改变时，它产生的变化的磁场在它本身也将激发出感应电动势．
2.自感电动势：自感现象中产生的电动势．
[自主探究]
3.自感电动势的作用
缓慢变亮逐渐变暗阻碍阻碍?成功发现
电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小．
即自感电动势总是阻碍_______________．
电流的变化?成功发现
1．自感电动势公式：E＝________，式中L是线圈的自感系数，简称自感或电感．
2．自感系数：(1)单位：_________，符号：
________．
(2)决定自感系数大小的因素：线圈的
_________、大小、形状，以及有无_______
等因素有关．亨利H匝数铁芯四、磁场的能量
1.磁场的能量：线圈中电流从无到有时：磁场
从无到有，电源把能量输送给________，储
存在_______中；线圈中电流从有到无时：磁
场从有到无，磁场中的能量释放出来转化为
_________．
2.电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电
流变化的作用，起_______电流变化的效果．
磁场磁场电能延缓要点1 对自感现象的理解
1.对自感现象的理解
自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应
定律和楞次定律．
2.对自感电动势的理解
(1)产生原因
通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发
生变化，因而在原线圈上产生感应电动势．(2)自感电动势的方向
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，自感电动势方向与原电流方向相同(即：增反减同)．
(3)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，使得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．
如图4－6－2所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的，从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( )
A．I1开始较大而后逐渐变小
B．I1开始很小而后逐渐变大
C．I2开始很小而后逐渐变大
D．I2开始较大而后逐渐变小
图4－6－2【思路点拨】 (1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有
阻碍作用．(2)电流稳定时，电感线圈相当于一段导线．
【精讲精析】 闭合开关S时，由于L是一个自感系数较大
的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开
始I2很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2开始逐渐
变大．闭合开关S时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较
大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以R1上的电压
逐渐减小，电流逐渐减小，故A、C正确．
【答案】 AC变式训练
1.(2010·高考海南卷)下列说法正确的是( )
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
解析：选AC.由法拉第电磁感应定律可知，当线圈
中的电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线
圈中的电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感
电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中的电流增大时，自感电动势阻碍电流的增
大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向
相反，所以选项C正确，同理可知选项D错误．
要点2 通、断电自感中，灯泡亮度变化的分析
1.
图4－6－3
在通电自感中，并联的两个灯泡不同时亮起
如图4－6－3所示的电路，两灯泡规格相同，接
通开关后调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，然
后断开电路，再次接通的瞬间.
2.在断电自感中，灯泡的亮度变化
自感电动势(的方向)总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样．自感电动势阻碍的对象是“电流的变化”，而不是电流本身．
图4－6－4
至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是
说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于I2与
I1谁大谁小，也就是取决于R和谁大谁小．在图
4－6－4中，
(1)如果R>r，就有I1>I2，灯泡会先变得更亮一
下才熄灭．
(2)如果R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭．
(3)如果R
如图4－6－5所示
灯LA、LB完全相同，带
铁芯的线圈L的电阻可忽
略．则( )
图4－6－5A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭
B．S闭合的瞬间，LA不亮，LB立即亮
C．S闭合的瞬间，LA、LB都不立即亮
D．稳定后再断开S的瞬间，LB熄灭，LA闪亮
一下再熄灭
【思路点拨】 (1)自感现象中，要理解“阻
碍”不是阻止，电流的增加是必然的，自感
现象结束后，灯泡的最终亮度就要看线圈L电
阻的大小．(2)断电自感现象中，灯泡闪亮与
否，要看IL与IA的大小关系．
【精讲精析】 S接通的瞬间，L所在支路中电流
从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势
阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对
电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中
的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过LA,
所以LA、LB会同时亮．
又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，
LA逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对LA起到“短
路”作用，因此LA最后熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，LB会比以前更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流变大，L与LA组成回路，LA要闪亮一下再熄灭，LB立即熄灭．故选AD.
【答案】 AD
变式训练
2.(2012·清华附中高二检测)如图4－6－6所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值相
同且都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D
发光，则( )
图4－6－6A．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将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：选AD.电阻R和自感线圈L的电阻都很小,题图甲中，断开S后，由于自感线圈的存在，阻
碍灯泡中的电流变小，但其仍继续变小，并通过R形成回路，所以甲图中灯泡渐渐变暗.
同理可知乙图中灯泡会突然亮一下，然后渐
渐变暗．
自感现象中的图象
自感线圈对电流的变化有阻碍作用，因此线圈
中的电流大小只能逐渐变化，而不能发生突变,
线圈中的电流方向保持不变．
[经典案例] (2010·高考江苏卷)如图4－6－7所
示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电
感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻
值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( )
图4－6－7
图4－6－8
【解题样板】 闭合开关S后，灯泡D直接发光，电感L的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压增大，则路端电压UAB逐渐减小；断开开关S后，灯泡D中原来的电流突然消失，电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小，所以灯泡D中电流将反向，并逐渐减小为零，即UAB反向逐渐减小为零，所以选项B正确．
【答案】 B
【规律总结】 通电时，线圈中的电流逐渐
增大到稳定值，断电时，线圈中的电流方向
不变，电流逐渐减小．