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自感电动势和互感电动势在教学中的理解

范文

韩继来

中图分类号：G4 文献标识碼：A 文章编号：（2021）-06-293

一、自感电动势和互感电动势产生的原因：由于线圈中的电流变化时，引起穿过回路所围面积S中的磁通量发生变化，这是回路中就有感应电动势产生。

自感电动势：是由于线圈中的电流变化时，引起线圈自身产生的一种感应电动势，这样产生的感应电动势叫做自感电动势。

互感电动势：是由于一线圈中的电流变化时所激发的变化磁场，会在它邻近的另一线圈中产生感应电动势，同样这线圈中的电流变化时，也会在那线圈中产生感应电动势，这种电动势称为互感电动势。

二、关于互感系数两中定义在教学中的深入探讨：

在一般的普通物理教科书中认为互感系数的两中定义：

其中，定义②所用的公式使用的前提是M为常数，当M不是常数时，该定义是不成立的，作者认为①和②给出的不是同一互感系数的两种定义方式，而是两种不同互感系数的定义式，若把①式给出的定义称为静态系数M静，它决定互感磁通;②式给出的定义成为动态系数M动，它决定互感电动势。下面我们分别来分析一下在不含铁磁介质和含铁磁介质中M静和M动的关系：

A.分析在不含铁磁介质，回路静止，几何形状等不变的情况下M静和M动的关系：

在不含铁磁介质，回路静止，几何形状等不变的情况下，M静=M动，①，②两式等效，否则M静≠M动，它们就是两个物理量。

B.分析在含铁磁介质的线圈中M静和M动的关系：

C.从数学方面我们来分析一下M静和M动的关系：

从图中我们可以看到二者在几何意义上的区别。

根据以上结论，因此一些物理题解不是错在用定义②式上，而是错在该用M动的地方用了M静，即把两种互感系数的定义弄混了。我认为造成这种情况的原因是：许多教材都是先给①式，再说M不变时，有ε21dΨ21dt=-MdI1dt，从而引出②式，让大家感觉似乎定义②式是由①式在M不变时推导出的，因此，通过这次的分析，以后我们得注意这点。

三、计算和判断自感电动势和互感电动势大小和方向的方法：

（1）.计算自感电动势和互感电动势的方法：

A.一种是直接用法拉第电磁感应定律求解;

B.另一中是用自感电动势和互感电动势的计算公式;

（2）.判断自感电动势和互感电动势方向的方法：

我们用楞次定律来判断自感电动势和互感电动势的方向。

四、学习自感电动势和互感电动势应注意的几点：

一个含有线圈的电路与电源接通、断开时，或电路中某些电阻的阻值发生变化时，线圈中的电流往往要发生变化，从而使线圈产生自感现象。自感现象的产生又会影响到电路中某些电学量的变化，因而就会形成许多与自感现象相关的问题。有几个关键点值得注意。

A、自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。

这里的“阻碍”，不能等同于“阻止”，自感电动势的阻碍作用不过是延缓了电路从一个稳态到另一个稳态的时间。将某瞬间线圈产生的自感电动势等效成一个电源，结合有关电路方面的知识，可形成判断一类问题的技巧

B、线圈产生自感现象时，线圈中的电流不能发生突变。

在判断线圈中电流如何变化时，弄清线圈初态、末态的电流情况是非常重要的。如果忽视了“电流不能突变”这一近乎公理的规律而“想当然”地去分析问题，分析出来的结果就会似是而非。

C、对于电流正处于动态变化过程中的线圈，有时可以运用等效思想将其进行某些等效。

当线圈中的电流逐渐增大时，在电路中它就好像是一个电阻值按自感电动势大小变化规律而变化的可变电阻;而当其电流逐渐减小时，它又像是接在电路中的一个可变电动势的电源。作为一种经验，使用这种等效方法分析某些问题时，很快就能奏效。

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