自感与互感
电磁学B 档L2近3年考频 5 次
常见题型：choice、fill、short
自感与互感 - 电磁感应
核心概念
- 自感现象：线圈自身电流变化产生的感应电动势，阻碍电流变化；电感L反映自感能力，单位亨利（H）。【示例】上海高考物理卷常结合情境考查自感现象：要求据题干条件判断、计算或表述，答案须扣住概念本身（如结合本知识点典型设问），避免只写结论不写依据。【考纲关联】属常考重点（B级）、常考；纳入「电磁感应→自感与互感」复习清单，与教材表述及近年等级考/秋考、一模二模同类题对照巩固。
- 互感现象：两个相邻线圈中，一个线圈电流变化在另一个线圈中产生感应电动势；互感系数M反映耦合程度。【示例】上海高考物理卷常结合情境考查互感现象：要求据题干条件判断、计算或表述，答案须扣住概念本身（如结合本知识点典型设问），避免只写结论不写依据。【考纲关联】属常考重点（B级）、常考；纳入「电磁感应→自感与互感」复习清单，与教材表述及近年等级考/秋考、一模二模同类题对照巩固。
- 自感电动势公式：ε = -L·ΔI/Δt，方向由楞次定律判定，始终阻碍原电流变化。【示例】上海高考物理卷常结合情境考查自感电动势公式：要求据题干条件判断、计算或表述，答案须扣住概念本身（如结合本知识点典型设问），避免只写结论不写依据。【考纲关联】属常考重点（B级）、常考；纳入「电磁感应→自感与互感」复习清单，与教材表述及近年等级考/秋考、一模二模同类题对照巩固。
要点
- 自感线圈的“阻碍”特性：通电时电流缓慢增大（相当于大电阻），断电时电流缓慢减小（产生反向电动势），可等效为“电流惯性”。
- 自感系数的决定因素：线圈匝数、横截面积、长度、有无铁芯；铁芯可显著增大L（非线性）。
- 互感的典型应用：变压器、无线充电；互感电动势大小与M及原线圈电流变化率成正比。
- 自感与互感的能量转化：自感线圈储存磁场能（E=½LI²），互感中能量通过磁场传递。
解题方法
- 断电自感“三步法”：①稳定时求线圈电流大小和方向；②断开后画等效回路（线圈充当电源）；③用闭合电路欧姆定律求各支路电流。
- 通电自感“灯泡亮度变化”模型：注意灯泡是否与线圈串联或并联，并联时灯泡可能先亮后暗或逐渐变亮。
- 互感问题“变化率法”：先写出原电流表达式，求导得变化率，再代入互感公式；若求有效值，则用变化率有效值（ωIm/√2）计算。
常见误区
原因分析：
错误理解“阻碍”含义，认为自感电动势总是逆着原电流方向；实际上阻碍的是电流的变化（增大或减小），断电时电流减小，自感电动势方向与原电流相同。
正确做法：
断电瞬间，自感线圈保持原电流方向不变，大小逐渐减小；通电瞬间，自感线圈阻碍电流增大，电流从零缓慢上升。
错误做法：
误认为自感线圈在断电瞬间电流方向与原来相反。
原因分析：
认为理想线圈直流电阻为零，但题目中若给出线圈内阻，则稳定时线圈有分压作用，需按欧姆定律计算。
正确做法：
审题时注意线圈是否标注“直流电阻不计”或给出具体电阻值；若不计，稳定时视为导线；若计电阻，则视为定值电阻与理想线圈串联。
错误做法：
忽略自感线圈的直流电阻，认为稳定时线圈两端电压为零。
原因分析：
互感电动势公式中的电流必须用瞬时值或变化率，有效值不能直接用于计算瞬时电动势。
正确做法：
对于交流电，先求电流变化率的瞬时表达式或有效值，再代入ε=M·Δi/Δt计算；若求有效值，需用变化率的有效值。
错误做法：
互感计算时，误将原线圈电流有效值直接代入公式。
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