人教版高中物理选择性必修第二册第2章第4节互感和自感课件（25页ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册第2章第4节互感和自感课件（25页ppt） |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-26 00:00:00 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第二章 电磁感应
4.互感和自感
新课引入
两个线图A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线图B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线图B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么
自主预习
电磁感应现象中的感生电场
一
如图甲是法拉第实验线圈。如图乙是实验示意图，
在实验中，两个线圈并没有用导线连接。
(1)当线圈L1中的电流恒定时，另一个线圈L2中
是否会产生感应电流？
(2)当线圈L1中的电流变化时，另一个线圈L2中是否会产生感应电流？
其原因是什么？
当线圈L1中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，
在另一个线圈L2中会产生感应电流，其原因是L2中产生了感应电动势。
(3)问题(2)的现象属于什么现象？
互感现象。
线圈L2中不会产生感应电流。
智能提升
一
1.互感现象和互感电动势：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，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。
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。变压器就是利用互感现象制成的。
3.危害：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它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相互靠近的电路之间。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，这时要设法减小电路间的互感。
理论探究
一
针对互感现象，完成下列任务：
任务1.两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，
还会产生互感现象吗？
会，但是距离较远时互感较弱，一般可以忽略。
任务2.线圈的磁场越强时，在另一个线圈中产生的互感电动势一定越大吗？
互感电动势大小与哪些因素有关？
不一定，互感电动势大小与线圈的匝数、电流的变化率、有无铁芯等有关。
任务3.在实际生活中，互感现象都是有害的吗？
互感现象有的是有害的，有的是可以利用的。
探究归纳
一
对互感现象的理解
1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它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相互靠近的电路之间。
2.互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。
3.影响互感电动势大小的因素：线圈的匝数、电流的变化率、有无铁芯、没有铁芯时两个线圈的距离大小等。
【例1】(多选)(2025·河南信阳高二期末)一款无线充电的送餐机器人的充电原理简化示意图如图所示，地面供电装置将电能传输至安装于机器人底部的感应装置中，从而给机器人充电。下列说法中正确的是( )
A.该无线充电过程利用了电磁感应的原理
B.地面供电装置接入的是恒定电流
C.地面供电装置会产生随时间变化的磁场
D.充电时，穿过感应装置中线圈的磁通量必须是变化的
针对练1.(多选)下列关于互感现象的说法正确的是( )
A.一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B.互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律
C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D.在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作
针对练2.某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个手机音响，装置如图所示。两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接。为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是( )
A.因两线圈A、B之间未用导线连通，所以音响不可能发出声音
B.线圈B中产生变化的电流使音响发声
C.将线圈A、B互换，音响的播放效果不变
D.在线圈A中插入铁芯，音响的播放效果不变
两线圈的匝数不同，所以将两线圈互换，音响的播放效果不同
在A线圈中插入铁芯，磁场变强，感应电流变强，音响的播放效果将会更好，
自主预习
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
某校师生进行“千人震”趣味实验，如图为其简化的电路图，其中L是镇流器(带铁芯的线圈)，先闭合开关S通电，一节干电池不足以让这么多人感觉到被电击，但断开开关S的瞬间，师生们都会突然明显感受到电击作用，这是什么原因？属于什么现象？
当开关闭合后，镇流器与师生们并联，由于一节干电池的
电动势小，所以电流很小，师生们不会感觉到电击；但在
断电的瞬间，镇流器的电流迅速减小，瞬间产生高电压，
从而使师生们明显感受到电击作用，这属于自感现象。
智能提升
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
智能提升
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
3.磁场的能量
(1)自感现象中的磁场能量
①线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，可以看作电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
②线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
(2)电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电流的变化的“惯性”。
理论探究
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
1.按照如图甲所示电路图连接电路。
任务1.开关S接通时，灯泡1和灯泡2的发光情况有什么不同？
灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
任务2.根据楞次定律结合电路图分析该现象产生的原因。
接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势。
根据楞次定律可知，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1是逐渐亮起来的。
理论探究
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
探究归纳
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
通电自感和断电自感的比较
项目 通电自感 断电自感
电路图
器材
规格 A1、A2两灯规格相同，调节R＝RL1，L1的自感系数较大 L2的自感系数很大(有铁芯)、直流电阻较小
自感
现象 在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终两灯一样亮 在开关S断开时，A灯逐渐熄灭或先闪亮一下后逐渐熄灭
项目 通电自感 断电自感
流经灯泡
的电流变
化图像
灯泡A1
产生
原因 开关闭合时，流过线圈L1的电流增大，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的增大，流过A1灯的电流逐渐增大，又R＝RL1，最终流过两灯的电流一样大 断开开关S时，流过线圈L2的电流减小，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间。在S断开后，通过L2的电流会通过A灯(与原来A灯的电流方向相反)，A灯不会立即熄灭。若RL2＜RA，原来的电流IL2＞IA，则A灯先闪亮一下后逐渐熄灭；若RL2≥RA，原来的电流IL2≤IA，则A灯逐渐熄灭
能量转化 电能转化为L1中的磁场能 L2中的磁场能转化为电能
【例2】(2025·江苏苏州高二期中)如图所示，开关S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合开关S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势( )
A.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I
B.有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I
C.有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零
D.有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变
自感现象的四个特点
1.自感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化。
2.通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。
3.电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。
4.线圈的自感系数越大，自感现象越明显。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。
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
针对练.如图所示，电路中电源内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，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( )
A.A比B先亮，然后A熄灭
B.B比A先亮，然后A逐渐变亮
C.A、B一起亮，然后A熄灭
D.A、B一起亮，然后B熄灭
【例3】(多选)如图所示的电路甲、乙中，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
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”问题的分析
— 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 电路稳定后电流为I1、I2
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
针对练.(2025·安徽蚌埠高二期末)如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡。由此可以判断( )
A.当开关S由断开变为闭合时，A灯立即亮，B灯不亮
B.当开关S由断开变为闭合时，A灯立即亮，后变得更亮，B灯先亮一下后逐渐熄灭
C.电路稳定后断开开关S时，A和B灯立即熄灭
D.电路稳定后断开开关S时，A灯由熄灭变亮再逐渐熄灭，B灯立即熄灭
【例4】在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是( )
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
自感现象中i -t图像的处理技巧
断电瞬间流过自感线圈的电流大小不能突变
明变化
明确通过自感线圈的电流是怎样变化的，
即是增大还是减小用规律
观方向
观察流过自感线圈和用电器的电流方向
利用楞次定律判断感应电流的方向，即“增反减同”法
易错点
用规律
课堂回眸
互感和自感
怎样理解互感现象
怎样理解自感现象
自感电动势的大小与哪些因素有关
通电自感与断电自感有什么特点
第二章 电磁感应
4.互感和自感
新课引入
两个线图A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线图B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线图B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么
自主预习
电磁感应现象中的感生电场
一
如图甲是法拉第实验线圈。如图乙是实验示意图，
在实验中，两个线圈并没有用导线连接。
(1)当线圈L1中的电流恒定时，另一个线圈L2中
是否会产生感应电流？
(2)当线圈L1中的电流变化时，另一个线圈L2中是否会产生感应电流？
其原因是什么？
当线圈L1中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，
在另一个线圈L2中会产生感应电流，其原因是L2中产生了感应电动势。
(3)问题(2)的现象属于什么现象？
互感现象。
线圈L2中不会产生感应电流。
智能提升
一
1.互感现象和互感电动势：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，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。
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。变压器就是利用互感现象制成的。
3.危害：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它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相互靠近的电路之间。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，这时要设法减小电路间的互感。
理论探究
一
针对互感现象，完成下列任务：
任务1.两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，
还会产生互感现象吗？
会，但是距离较远时互感较弱，一般可以忽略。
任务2.线圈的磁场越强时，在另一个线圈中产生的互感电动势一定越大吗？
互感电动势大小与哪些因素有关？
不一定，互感电动势大小与线圈的匝数、电流的变化率、有无铁芯等有关。
任务3.在实际生活中，互感现象都是有害的吗？
互感现象有的是有害的，有的是可以利用的。
探究归纳
一
对互感现象的理解
1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，它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相互靠近的电路之间。
2.互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路。
3.影响互感电动势大小的因素：线圈的匝数、电流的变化率、有无铁芯、没有铁芯时两个线圈的距离大小等。
【例1】(多选)(2025·河南信阳高二期末)一款无线充电的送餐机器人的充电原理简化示意图如图所示，地面供电装置将电能传输至安装于机器人底部的感应装置中，从而给机器人充电。下列说法中正确的是( )
A.该无线充电过程利用了电磁感应的原理
B.地面供电装置接入的是恒定电流
C.地面供电装置会产生随时间变化的磁场
D.充电时，穿过感应装置中线圈的磁通量必须是变化的
针对练1.(多选)下列关于互感现象的说法正确的是( )
A.一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象
B.互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律
C.利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线”
D.在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作
针对练2.某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个手机音响，装置如图所示。两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接。为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是( )
A.因两线圈A、B之间未用导线连通，所以音响不可能发出声音
B.线圈B中产生变化的电流使音响发声
C.将线圈A、B互换，音响的播放效果不变
D.在线圈A中插入铁芯，音响的播放效果不变
两线圈的匝数不同，所以将两线圈互换，音响的播放效果不同
在A线圈中插入铁芯，磁场变强，感应电流变强，音响的播放效果将会更好，
自主预习
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
某校师生进行“千人震”趣味实验，如图为其简化的电路图，其中L是镇流器(带铁芯的线圈)，先闭合开关S通电，一节干电池不足以让这么多人感觉到被电击，但断开开关S的瞬间，师生们都会突然明显感受到电击作用，这是什么原因？属于什么现象？
当开关闭合后，镇流器与师生们并联，由于一节干电池的
电动势小，所以电流很小，师生们不会感觉到电击；但在
断电的瞬间，镇流器的电流迅速减小，瞬间产生高电压，
从而使师生们明显感受到电击作用，这属于自感现象。
智能提升
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
智能提升
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
3.磁场的能量
(1)自感现象中的磁场能量
①线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，可以看作电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
②线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
(2)电的“惯性”：自感电动势有阻碍线圈中电流的变化的“惯性”。
理论探究
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
1.按照如图甲所示电路图连接电路。
任务1.开关S接通时，灯泡1和灯泡2的发光情况有什么不同？
灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
任务2.根据楞次定律结合电路图分析该现象产生的原因。
接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势。
根据楞次定律可知，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1是逐渐亮起来的。
理论探究
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
探究归纳
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
通电自感和断电自感的比较
项目 通电自感 断电自感
电路图
器材
规格 A1、A2两灯规格相同，调节R＝RL1，L1的自感系数较大 L2的自感系数很大(有铁芯)、直流电阻较小
自感
现象 在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终两灯一样亮 在开关S断开时，A灯逐渐熄灭或先闪亮一下后逐渐熄灭
项目 通电自感 断电自感
流经灯泡
的电流变
化图像
灯泡A1
产生
原因 开关闭合时，流过线圈L1的电流增大，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的增大，流过A1灯的电流逐渐增大，又R＝RL1，最终流过两灯的电流一样大 断开开关S时，流过线圈L2的电流减小，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间。在S断开后，通过L2的电流会通过A灯(与原来A灯的电流方向相反)，A灯不会立即熄灭。若RL2＜RA，原来的电流IL2＞IA，则A灯先闪亮一下后逐渐熄灭；若RL2≥RA，原来的电流IL2≤IA，则A灯逐渐熄灭
能量转化 电能转化为L1中的磁场能 L2中的磁场能转化为电能
【例2】(2025·江苏苏州高二期中)如图所示，开关S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合开关S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势( )
A.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I
B.有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I
C.有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零
D.有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变
自感现象的四个特点
1.自感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化。
2.通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。
3.电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。
4.线圈的自感系数越大，自感现象越明显。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。
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
针对练.如图所示，电路中电源内阻不能忽略，电阻R的阻值和线圈L的自感系数都很大，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( )
A.A比B先亮，然后A熄灭
B.B比A先亮，然后A逐渐变亮
C.A、B一起亮，然后A熄灭
D.A、B一起亮，然后B熄灭
【例3】(多选)如图所示的电路甲、乙中，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
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”问题的分析
— 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 电路稳定后电流为I1、I2
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
针对练.(2025·安徽蚌埠高二期末)如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡。由此可以判断( )
A.当开关S由断开变为闭合时，A灯立即亮，B灯不亮
B.当开关S由断开变为闭合时，A灯立即亮，后变得更亮，B灯先亮一下后逐渐熄灭
C.电路稳定后断开开关S时，A和B灯立即熄灭
D.电路稳定后断开开关S时，A灯由熄灭变亮再逐渐熄灭，B灯立即熄灭
【例4】在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是( )
归纳总结
二
自感现象、自感系数和磁场的能量
自感现象中i -t图像的处理技巧
断电瞬间流过自感线圈的电流大小不能突变
明变化
明确通过自感线圈的电流是怎样变化的，
即是增大还是减小用规律
观方向
观察流过自感线圈和用电器的电流方向
利用楞次定律判断感应电流的方向，即“增反减同”法
易错点
用规律
课堂回眸
互感和自感
怎样理解互感现象
怎样理解自感现象
自感电动势的大小与哪些因素有关
通电自感与断电自感有什么特点