2021高二期末冲刺物理：自感、互感、涡流

1.互感现象

一个线圈中的 电流变化 时，所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生 感应电动势 的现象叫做互感现象.这种感应电动势叫做互感电动势.

2.自感现象

由于 导体本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象.在自感现象中产生的电动势，叫做 自感电动势 .

3.自感电动势的大小和方向

对于同学科圈来说，自感电动势的大小取决于本身电流变化的快慢，其方向总 阻碍导体中原来电流的变化 .公式：E自=L

4.自感系数

也叫自感或电感，由线圈的大小、形状、匝数及是否有铁芯决定，线圈越长、单位长度的匝数越多、横截面积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大.单位：亨利(H).

5.涡流

(1)定义：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生 感应电流 ，电流在导体内形成闭合回路，很像水的旋涡，把它叫做涡电流，简称涡流.

(2)特点：整块金属的电阻很小，涡流往往很大.

6.电磁阻尼与电磁驱动

(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为 电磁阻尼 .

(2)电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体运动，这种作用称为 电磁驱动 .

重点难点突破

一、自感现象与互感现象的区别与联系

1.区别：

(1)互感现象发生在靠近的两个线圈间，而自感现象发生在一个线圈导体内部;

(2)通过互感可以使能量在线圈间传递，而自感现象中，能量只能在一个线圈中储存或释放.

2.联系：两者都是电磁感应现象.

二、通电自感和断电自感的比较

通电自感 断电自感

电路图

器材要求 A1、A2同规格，R=RL，L较大 L很大(有铁芯)

现象 在S闭合瞬间，A2立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开时，A灯渐渐熄灭

原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢 断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间，

在S断开后，通过L的电流反向通过灯A，A灯不会立即熄灭，若RLIA，则A灯熄前要闪亮一下，若RL≥RA，原来的电流IL≤IA，则A灯逐渐熄灭，不再闪亮一下

能量转化情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能

三、断电实验中，线圈中的电流有可能比原来的大吗

不可能.因为电磁感应现象中，自感电动势也只能阻碍线圈中电流减小，而不能“阻止”，只是减慢了电流减小的速度，但最终结果还是要减小，所以断电实验中，线圈中的电流不可能比原来的大.

四、涡流的产生机理

处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路。

导体内就有感应电流.因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流.在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热量.严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，所以一些微弱的涡电流就被我们忽视了.

五、电磁阻尼和电磁驱动

电磁阻尼是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼.磁电式仪表的指针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼.“磁悬浮列车利用涡流减速”其实也是一种电磁阻尼.

电磁驱动是导体与磁场相对运动时。

感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，应该知道安培力阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的.当磁场以某种方式运动时(例如磁场转动)，导体中的安培力阻碍导体与磁场间的相对运动而使导体跟着磁场动起来(跟着转动)，这就是电磁驱动.