互感和自感

（一）知識與技能

1．知道什么是互感現象和自感現象。

2．知道自感系數是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定

教因素。

3．知道自感現象的利與弊及對它們的利用和防止。

學4．能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現象的原因及磁場的能量轉

目化問題。

（二）過程與方法

標

1．通過對兩個自感實驗的觀察和討論，培養學生的觀察能力和分析推理能力。

2．通過自感現象的利弊學習，培養學生客觀全面認識問題的能力。

（三）情感、態度與價值觀

自感是電磁感應現象的特例，使學生初步形成特殊現象中有它的普遍規律，而普

遍規律中包含了特殊現象的辯證唯物主義觀點。

教

學

重教學重點

點1．自感現象。

、

難2．自感系數。

點教學難點

分析自感現象。

教

學

方通過演示實驗，引導學生觀察現象、分析實驗

法

教

學

手自感現象示教板，多媒體課件

段

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教學活動學生活動

（一）引入新課

提問：在電磁感應現象中，產生感應電流的條件是什么？

引起回路磁通量變化的原因有哪些？

（1）在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的

電流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？

（2）當電路自身的電流發生變化時，會不會產生感應電動勢呢？

本節課我們學習這方面的知識。

（二）進行新課

1.互感現象

在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流

變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？請同學們用學過的

知識加以分析說明。

當一個線圈中的電流變化時，它產生的磁場就發生變化，變化的磁場

在周圍空間產生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電

荷定向運動，于是產生感應電動勢。

當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱

為互感。互感現象產生的感應電動勢，稱為互感電動勢。

利用互感現象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此，互

感現象在電工技術和電子技術中有廣泛的應用。請大家舉例說明。

變壓器，收音機里的磁性天線。

2.自感現象

教師：我們現在來思考第二個問題：當電路自身的電流發生變化時，

會不會產生感應電動勢呢？下面我們首先來觀察演示實驗。

［實驗1］演示通電自感現象。

畫出電路圖（如圖所示），A1、A2是規格完

全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調節變阻器R，使A1、

A2亮度相同，再調節R1，使兩燈正常發光，然后

斷開開關S。重新閉合S，觀察到什么現象？（實

驗反復幾次）

現象：跟變阻器串聯的燈泡A2立刻正常發光，

跟線圈L串聯的燈泡A1逐漸亮起來。

提問：為什么A1比A2亮得晚一些？試用所學知識（楞次定律）加以分

析說明。

電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，L

中產生的感應電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙L中電流增加，

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即推遲了電流達到正常值的時間。

［實驗2］演示斷電自感。

畫出電路圖（如圖所示）接通電路，待燈泡A正

常發光。然后斷開電路，觀察到什么現象？

現象：S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅。

提問：為什么A燈不立刻熄滅？

當S斷開時，L中的電流突然減弱，穿過L的磁通

量逐漸減少，L中產生感應電動勢，方向與原電流方向相同，阻礙原電流

減小。L相當于一個電源，此時L與A構成閉合回路，故A中還有一段持

續電流。燈A閃亮一下，說明流過A的電流比原電流大。

用多媒體課件在屏幕上打出i—t變化圖，如下圖所示。

結論：

導體本身電流發生變化而產生的電磁感應現

象叫自感現象。自感現象中產生的電動勢叫自感

電動勢。

自感電動勢的大小決定于哪些因素呢？請同

學們閱讀教材內容。然后用自己的語言加以概括，

并回答有關問題。

自感電動勢的大小決定于哪些因素？說出自感電動勢的大小的計算公

式。

I

自感電動勢的大小與線圈中電流的變化率成正比，與線圈的自感系

t

數L成正比。寫成公式為

I

E=L

t

L叫自感系數呢，自感系數是用來表示線圈的自感特性的物理量。

實驗表明，線圈越大，越粗，匝數越多，自感系數越大。另外，帶有

鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。

自感系數的單位：亨利，符號H，更小的單位有毫亨（mH）、微亨（μ

H）

1H=103mH1H=106μH

3．磁場的能量

提問：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發光會持續

一段時間？甚至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。

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學生分組討論。

師生共同活動：推斷出能量可能存儲在磁場中。

以上只能是一種推斷，電磁場具有能量還需要進一步的實驗驗證。

教材最后一段說，線圈能夠體現電的“慣性”，應該怎樣理解？電的

“慣性”大小與什么有關？

當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，

使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零，因此可以借

用力學中的術語，說線圈能夠體現電的“慣性”。線圈的自感系數越大，

這個現象越明顯，可見，電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數。

（三）實例探究

自感現象的分析與判斷

【例1】如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都

很小，接通S，使電路達到穩定，燈泡

D發光。則（）

A．在電路甲中，斷開S，D將逐漸

變暗

B．在電路甲中，斷開S，D將先變

得更亮，然后漸漸變暗

C．在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗

D．在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗

正確選項為AD

【例2】如圖所示，自感線圈的自感系數很大，電阻為零。電鍵K原

來是合上的，在K斷開后，分析：

（1）若R1＞R2，燈泡的亮度怎樣變化？

（2）若R1＜R2，燈泡的亮度怎樣變化？

（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小燈泡在K斷開后

先突然變到某一較暗狀態，再逐漸變暗到最后熄滅。

（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小燈泡在K斷開后電流從原來的I2突變到

I1（方向相反），然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變

得比原來更亮，再逐漸變暗到熄滅。

鞏固練習

1．下列關于自感現象的說法中，正確的是（）

A．自感現象是由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象

B．線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反

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C．線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關

D．加鐵芯后線圈的自感系數比沒有鐵芯時要大

2．關于線圈的自感系數，下面說法正確的是（）

A．線圈的自感系數越大，自感電動勢一定越大

B．線圈中電流等于零時，自感系數也等于零

C．線圈中電流變化越快，自感系數越大

D．線圈的自感系數由線圈本身的因素及有無鐵芯決定

3．磁通量的單位是_____，磁感強度的單位是_____，自感系數的單位

是_____。

4．如圖所示，L為一個自感系數大的自感線圈，開關閉合后，小燈能

正常發光，那么閉合開關和斷開開關的瞬間，能觀察

到的現象分別是（）

A．小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅

B．小燈立即亮，小燈立即熄滅

C．小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅

D．小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅

5．如圖所示是一演示實驗的電路圖。圖中L

是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開關處

于閉合狀態，電路是接通的。現將開關斷開，則

在開關斷開的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從

_____端經燈泡到_____端。這個實驗是用來演示

_____現象的。

6．如圖所示的電路中，燈泡A1、A2的規格完全相同，自感線圈L的電

阻可以忽略，下列說法中正確的是（）

A．當接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后A2

比A1亮

B．當接通電路時，A1和A2始終一樣亮

C．當斷開電路時，A1和A2都過一會兒熄滅

D．當斷開電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒

熄滅

7．如圖所示電路中，A1、A2是兩只相同的

電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值

相等.下面判斷正確的是（）

A．開關S接通的瞬間，電流表A1的讀數

大于A2的讀數

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B．開關S接通的瞬間，電流表A1的讀數小于A2的讀數

C．開關S接通電路穩定后再斷開的瞬間，電流表A1的讀數大于A2的

讀數

D．開關S接通電路穩定后再斷開的瞬間，電流表A1數等于A2的讀數

8．如圖所示，L是電感足夠大的線圈，其直流電阻可忽略不計，D1和

D2是兩個相同的燈泡，若將電鍵S閉合，等燈泡亮度穩定后，再斷開電鍵

S，則（）

A．電鍵S閉合時，燈泡D1、Ｄ2同時亮，然

后D1會變暗直到不亮，D2更亮

B．電鍵S閉合時，燈泡D1很亮，D2逐漸變亮，

最后一樣亮

C．電鍵S斷開時，燈泡D2隨