第四章 第六节
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对互感现象的分析 在同一铁芯上绕着两个线圈A、B，两电源相
同，单刀双掷开关原来接在点1 ，现把它从1板向2，如图所 示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是( )
A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→Q C．始终由Q→P D．始终由P→Q
特别提醒： 电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流 大小，自感电动势可能大于原电源电动势。
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某同学为了验证断电自感现象，自
己找来带铁芯的线圈 L，小灯泡 A ，开
关 S 和电池组 E，用导线将它们连接成
如图所示的电路。检查电路后，闭合开
关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小
灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师
演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认
为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大
D．线圈的自感系数较大
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答案：由于车身颠簸，可使车弓瞬间离开电网，由于自感 现象，电车内部的电动机的线圈会产生一个较大的瞬时自感电 动势，由于这个电动势较大，使车弓与电网之间的空气电离， 产生放电现象。
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二、两种电路的自感比较
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
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4．自感电动势的大小 根据已知条件不同，自感电动势的大小可以有以下两种算 法： 由 E＝nΔΔΦt 计算，其中 n 为线圈的匝数，ΔΔΦt 为线圈中磁通 量的变化率。 由 E＝LΔΔIt计算，其中 L 为线圈的自感系数，ΔΔIt为线圈中 电流的变化率。
(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中，A的磁场自右 向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量在减小。由楞次定 律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的 电流方向是P→Q；
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(2)在A中电流沿原方向由零增大的过程中，A的磁场自右 向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量在增大。由楞次定 律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的 电流方向是Q→P。
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重点难点突破
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一、对自感现象的理解 1．自感现象 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。
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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，磁场从无到有，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__变__化___的“惯性”。
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行驶在大街上的无轨电车拖着两条长长的“辫子”。当 道路不平车身颠簸时，“辫子”瞬间脱离电网线，在“辫 子”与电网线之间就会闪现出电火花，同时发出“啪、啪” 的响声。这是什么原因呢？
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2．互感电动势 互感现象中的电动势叫_互__感__电__动__势___。 3．互感的应用和危害 (1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另_一__个__电__路___。 变压器就是利用互感现象制成的。 (2)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。
答案：D
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互感、自感现象的应用 如图所示的是一种触电保安器，变压器A处用
双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，然后接到用电器上，B 处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电 器J切断电源，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理 由。
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解析：单刀双掷开关接在点1上时，A线圈中的电流恒定不 变，在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左。当单刀双掷 开关由点1板向点2的过程中，通过线圈A中的电流，先沿原方 向减小到零，再由零增大到原电流值，所以B中产生的感应电 流分两个阶段分析：
答案：C 解析：在断电自感中，小灯泡是否闪亮取决于流过线圈L 的电流要大于流过灯泡的电流，本实验未出现小灯泡闪亮的原 因，最有可能是线圈电阻偏大，C正确。
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三、磁场的能量 自感现象中的能量转化仍然遵循能量守恒定律，其能量转 化过程是这样的：闭合开关时，电源克服自感的阻碍作用做 功，把电能储存在线圈中，此时，电能变成了磁场能；断开开 关时，储存在线圈中的磁场能释放出来转化成小灯泡的电能， 该电能又通过发光、发热，转变成了光能和内能。 自感实验告诉我们：磁场具有能量，磁场能够储存能量。
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(2)不能。理由同(1)。 (3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中零线与火 线的电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生 感应电流，从而推动J切断电源。 点评：本例是互感现象的具体实际应用，通过对本题的研 究，深刻理解互感现象。
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(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？ (2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？ (3)单手接触相线，脚与地接触而触电，能否切断电源？ 解析：(1)不能。 因A处线圈是采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电 路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁 通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，不能产生感应电流， 故不能推动J切断电源。
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3．单位 亨利(符号H)1H＝___1_0_3 __mH＝__1_0_6___μH。 4．物理意义 表征线圈产生自感电动势__本__领__大__小__的物理量。数值上等 于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大 小。
D
路有阻碍，对LB灯所在电路无影响；实际上当 开关S断开后，LA、LB灯构成了同一回路，电流
变化相同，应同时熄灭
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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。
自感系数 1．概念 自感电动势与导体中电流的变化率成正比，比例恒量即为 _自__感__系__数___，简称自感或电感。 2．决定因素 自感系数L与线圈的形状、长短、_匝__数___及_有__无__铁__芯___有 关。线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，其自感系数 L就__越__大____。如果线圈内有铁芯，则自感系数L会比没有铁芯 时__大__的__多____。
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。
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易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项
错误原因
搞不清灯泡突然亮一下的原因，把自感现象的延
A
迟作用误认为能使灯泡突然亮一下
误认为有自感电流就能亮一下；而对于灯泡
B
LB，只考虑电源的电流，没考虑自感电流对LB
的影响
不能正确分析电路，认为自感只对LA灯所在电
综上分析知，全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q， 然后是Q→P，所以A对。
答案：A
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对自感现象的分析 如图(a)、(b)中，电阻R和自感线圈L的电阻值
相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则( )
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自感现象 1．概念 由 于 导 体 __本__身__的__电__流___ 发 生 变 化 而 产 生 的 电 磁 感 应 现 象，叫做自感现象。 2．自感电动势 由于_自__感___而产生的感应电动势。
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