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1、第6节互感和自感一、教学目标一知识与技能1知道什么是互感现象和自感现象.2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位与其大小的决定因素.3知道自感现象的利与弊与对它们的利用和防止.4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因与磁场的能量转化问题.二过程与方法1通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力.2通过自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力.三情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点二、重点和难点教学重点1自感现象.2自感系数.教学难点分析自感现象
2、.三、教学手段与策略以验为基础,过程为主线,变式为手段,思维为中心的教学模式,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力.四、课时安排 ： 1课时五、教学过程一引入新课提问：在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么？引起回路磁通量变化的原因有哪些？1在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？2当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的知识.二进行新课1、互感现象在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析
3、说明.当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势.当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感.互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势.利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈.因此,互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用.请大家举例说明.变压器,收音机里的磁性天线.2、自感现象教师：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验.实验1演示通电自感现象.画出电路图如图所示,A1、A2是规
4、格完全一样的灯泡.闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S.重新闭合S,观察到什么现象？实验反复几次现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来.现象提问：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识楞次定律加以分析说明.电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间.实验2演示断电自感.画出电路图如图所示接通电路,待灯泡A正常发光.然后断开电路,观察到什么现象？现象：S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭.提问：为什么
5、A灯不立刻熄灭？当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,L中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小.L相当于一个电源,此时L与A构成闭合回路,故A中还有一段持续电流.灯A闪亮一下,说明流过A的电流比原电流大.用多媒体课件在屏幕上打出it变化图,如下图所示.结论：导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.3自感系数自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容.然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题.自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式.自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比,与线
6、圈的自感系数L成正比.写成公式为E =LL叫自感系数呢,自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量.实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大.另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.自感系数的单位：亨利,符号H,更小的单位有毫亨mH、微亨H 1H=103 mH 1H=106H4磁场的能量提问：在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论.学生分组讨论.师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中.以上只能是一种推断,电磁场具有能量还需要进一步的实验验证.教材最后一段说,线圈能够体现电的惯性,应该怎样理解？电的惯性大小与什么
7、有关？当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的惯性.线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的惯性大小决定于线圈的自感系数.四实例探究自感现象的分析与判断例1如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光.则A在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗B在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗C在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗D在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗正确选项为AD例2如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻
8、为零.电键K原来是合上的,在K断开后,分析：1若R1R2,灯泡的亮度怎样变化？2若R1R2,灯泡的亮度怎样变化？1因R1R2,即I1I2,所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态,再逐渐变暗到最后熄灭.2因R1R2,即I1I2,小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1方向相反,然后再渐渐变小,最后为零,所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮,再逐渐变暗到熄灭.五反思总结,当堂检测教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测.六、板书设计 4.6互感和自感一、互感现象当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感.互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势.二、自感现象
9、导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.三、自感系数自感现象中产生的电动势叫自感电动势.公式：E =LL叫自感系数,是用来表示线圈的自感特性的物理量.1线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大.2带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.自感系数的单位：亨利,符号H,更小的单位有毫亨mH、微亨H 1H=103 mH 1H=106H四磁场的能量当堂检测1、无线电技术的发展,极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求：一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小,如图所示,两个线圈安装位置最符合该要求的是 A.B.C.D.2、如图所示电路,线圈L电阻不计,则 A、S闭合瞬
10、间,A板带正电,B板带负电B、S保持闭合,A板带正电,B板带负电C、S断开瞬间,B板带正电,A板带负电D、由于线圈电阻不计,电容被短路,上述三种情况电容器两板都不带电3、在下图电压互感器的接线图中,接线正确的是 答案：1.D 2.D 3.B 巩固练习1下列关于自感现象的说法中,正确的是A自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数,下面说法正确的是A线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大B线圈中电流等于零时,自感系
11、数也等于零C线圈中电流变化越快,自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素与有无铁芯决定3如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是A小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭B小灯立即亮,小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4如图所示是一演示实验的电路图.图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡.起初,开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个实验是用来演示_现象的.5如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格
12、完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是A当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮B当接通电路时,A1和A2始终一样亮C当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭D当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭6如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是A开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数B开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数C开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数D开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1数等于A2的读数7如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则A电键S闭合时,灯泡D1、2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,D2更亮B电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2逐渐变亮,最后一样亮C电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭D电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭参考答案：1ACD 2D 3A 4b、a、自感或断电自感5C 6BD 7AC7 / 7
