高二物理互感和自感知识点总结与典型例题讲解及详细解析

人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。

2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。

3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。

4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。

【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。

要点诠释：（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电路之间。

（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。

变压器就是利用互感现象制成的。

（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。

要点二、自感现象1．实验如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。

再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。

如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。

断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。

图甲实验叫通电自感。

在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。

图乙实验叫断电自感。

断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。

虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。

2.4自感与互感模块一知识掌握知识点一互感现象【情境导入】如图所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？答案两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．【知识梳理】1．互感和互感电动势：两个相互靠近且没有导线相连的线圈，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，如变压器就是利用互感现象制成的．3．危害：互感现象能发生在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．【重难诠释】1．当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势．2．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．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．例如在电路板刻制时就要设法减小电路间的互感现象．[例题1]（多选）（2023•河南模拟）线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，组成如图所示的电路，开始时，电键K1、K2均断开，下列操作能使电流表指针偏转的是（）A．先闭合K1，稳定后再闭合K2B．先闭合K2，过一会儿再闭合K1C．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K1D．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K2【解答】解：A、先闭合K1，稳定后再闭合K2，L2中的磁通量不会变化，不会产生感应电流，不能使电流表指针偏转，故A错误；B、先闭合K2，过一会儿再闭合K1，L1中的磁通量增大，引起L2中的磁通量增大，会产生感应电流，能使电流表指针偏转，故B正确；C、K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K1，L1中的磁通量减小，引起L2中的磁通量减小，会产生感应电流，能使电流表指针偏转，故C正确；D、K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K2，L2中不会产生感应电流，不能使电流表指针偏转，故D错误。

一对一个性化辅导教案互感和自感、涡流要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，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，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。

要点诠释：（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电路之间。

（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。

变压器就是利用互感现象制成的。

（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。

【典型例题】类型一、互感现象产生的条件、两线圈，当开关S闭合和断开瞬间，b线圈中感应电流例1．如图所示，在同一平面内的a b的方向如何？【答案】S闭合瞬间，b线圈中产生顺时针方向的电流；S断开瞬间，b线圈中产生逆时针方向的电流【解析】本题考查楞次定律和互感现象的产生条件。

当开关S闭合的瞬间，a线圈中有电流I通过，由安培定则可知其将在。

线圈周围产生磁场，该磁场从b线圈内垂直纸面穿出，使b线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知b线圈中将产生感应电流，感应电流的磁场方向应与a线圈中电流产生的磁场方向相反即垂直纸面向里，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是顺时针方向。

当开关S断开的瞬间，电流I所产生的磁场穿过b线圈的磁通量减少，这时b线圈内将产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同即垂直纸面向外，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是逆时针的。

【变式】关于自感现象，正确的说法是（）A．感应电流不一定和原电流方向相反B．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大D．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也较大【答案】A例2（多选）.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动【答案】BC由左手定则可判断出MN 中电流的方向是由M 流至N ，此电流在1L 中产生的磁场的方向是向上的。

第6节互感和自感1．当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。

2．当一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。

3．自感电动势的大小为E ＝L ΔI Δt，其中L 为自感系数，它与线圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中储存了磁场能。

一、互感现象1．定义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感应电动势的现象。

产生的电动势叫做互感电动势。

2．应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、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。

3．危害互感现象能发生在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正常工作。

二、自感现象和自感系数1．自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。

2．自感电动势 由于自感而产生的感应电动势。

3．自感电动势的大小E ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H 。

4．自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

三、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，电源的能量输送给磁场，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变化的“惯性”。

1．自主思考——判一判(1)两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象。

(×)(2)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。

(√)(3)只有闭合的回路才能产生互感。

(×)(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。

第4节互感和自感学习目标要求核心素养和关键能力1.了解互感现象及其应用，了解自感系数与哪些因素有关。

2.理解互感和自感现象产生的原理，能解释有关现象。

3.能够分析通电自感和断电自感现象。

1.核心素养能在问题情境中应用楞次定律判断自感电动势的方向，用法拉第电磁感应定律分析自感电动势。

2.关键能力分析推理能力和实验探究能力。

知识点一互感现象如图是法拉第实验线圈。

在实验中，两个线圈并没有用导线连接。

(1)当线圈L1中有电流时，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，在另一个线圈L2中为什么会产生感应电动势呢？提示(1)不一定。

当线圈L1中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈L2中就不会产生感应电流。

只有当线圈L1中的电流变化时，在其周围空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈L2中产生感应电流。

(2)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中就会产生感应电动势。

❶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。

❷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，如变压器就是利用互感现象制成的。

❸危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，在电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作，要设法减小电路间的互感。

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)一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大。

[例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答案ABC解析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感应电动势，这种现象称为互感现象，选项A正确；之所以会在另一个线圈中产生感应电动势，是因为变化的电流产生变化的磁场，引起另一个线圈中的磁通量发生变化，发生电磁感应现象，选项B正确；收音机的“磁性天线”以及变压器均是利用互感原理工作的，也就是利用互感现象将能量由一个线圈传递到另一个线圈，选项C正确；互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电路的正常工作，选项D错误。

第二章电磁感应第4节互感和自感【素养目标】1. 了解什么是互感现象,了解互感现象在生活和生产中的应用和防止。

2. 了解什么是自感现象,了解自感现象在生活和生产中的应用和防止;能够运用电磁感应的有关规律分析通、断电自感现象;了解自感电动势的计算式。

3. 知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的大小与哪些因素有关,知道它的单位。

【必备知识】知识点一、互感现象(1)定义: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感应电动势的现象。

互感现象中,产生的电动势叫作互感电动势。

(2)应用: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、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。

(3)危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作,这时要设法减小电路间的互感。

知识点二、自感现象(1)定义:一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。

由于自感而产生的电动势叫作自感电动势。

(2)自感电动势大小:正比于电流(或磁通量)的变化率公式:(1)E =n ·ΔΦΔt (2)E =L ·ΔI Δt(式中L 表示自感系数)方向:遵守楞次定律,即当原电流增大时,自感电动势与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势与原电流方向相同作用:总是阻碍线圈中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用(2)自感系数物理意义:表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量大小的决定因素:与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关单位:国际单位是亨利,简称亨,符号是H,常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH),1H=103mH=106μH知识点三、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,电源的能量输送给磁场,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。

专题二十四互感与自感基本知识点一、互感1．互感现象：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，这种现象叫做互感现象．2．互感电动势：在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势．3．对互感的三点理解．(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电路之间．(2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的．(3)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，这时要求设法减小电路间的互感．二、自感1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势．3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L中有电流，则线圈中有磁场能．S断开后，线圈所储存的磁场能通过灯泡释放出来，流过线圈的电流在原来大小的基础上逐渐减小，由于I L＞I A，故灯泡会闪亮一下．4．自感电动势(1)自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用．(2)自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势的方向与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同．也遵循“增反减同”的规律．三、、通电自感和断电自感在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗．要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况.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变大，然后逐渐减小达到稳定，灯泡先亮后逐渐变暗断电时电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗.两种情况灯泡电流方向均改变例题分析一、互感现象例1如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是()A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引(对应训练)如图所示，一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B。