2014年秋高中物理 4.6 互感和自感教案（新人教版选修3-2）
文档属性
| 名称 | 2014年秋高中物理 4.6 互感和自感教案（新人教版选修3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 57.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-09-30 13:22:54 | ||
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文档简介
互感和自感
【三维目标】
1．知识与技能
(1)知道互感现象和自感现象及利用与防止。
(2)理解通电自感和断电自感的成因及能量转换。
(3)了解自感电动势的计算，知道自感系数的意义及单位。
(4)认识自感、互感是电磁感应现象的特列。
2．过程与方法
通过实验认知互感与自感并探究通电、断电自感的成因及规律，培养学生研究能力。
3．情感态度与价值观
从自感、互感特殊现象中感悟电磁感应现象的普遍规律，回首普遍规律中蕴含特殊现象的辩证唯物主义观点。
【重、难点】
重点：自感现象及自感系数
难点：1、自感现象的产生原因分析
2、通、断电自感的演示实验中现象解释
【教学流程】
一、引入新课
教师活动：发生电磁感应的条件是什么？
学生：穿过回路的磁通量发生变化。
教师活动：讲磁铁插入或抽出，会不会发生电磁感应现象？
学生：会。
【新课教学】
1、互感现象
教师活动：如右图，改变滑动滑动变阻器的电阻，会不会发生电磁感应现象呢？
学生：能发生电磁感应现象。
教师活动：像这样一个线圈中的电流发生变化 ( http: / / www.21cnjy.com )时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象就叫做互感，这种电动势就叫互感电动势。请同学们考虑一下载互感现象中能量是如何转化的？
学生：电能先转化为磁场能，磁场能再转化为电能。
教师活动：收音机里的“磁性天线”利用互感将广播信号从一个线圈传送给另一线圈。收音机中也有线圈要避免互感，思考一下应该如何防止互感现象呢？
学生：避免电流变化，阻断磁场。
教师活动：收音机中电流不变时不行的，在绕制线圈是将漆包线对折再绕，具体原理请同学们课后考，本节课不再阐述。
2、自感现象
教师活动：由电流的磁效应可知，线圈通电后周 ( http: / / www.21cnjy.com )围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。
演示实验：
实验1 （演示P22实验）出示自感演示器，通电自感。
提问：闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生 ( http: / / www.21cnjy.com )做预测，然后进行实验。（实验前事先闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验）。开始做实验，闭合开关S，提示学生注意观察现象
观察到的现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1比A2迟一段时间才正常发光。
学思考现象原因。请学生分析现象原因。
总结：由于线圈L自身的磁通 ( http: / / www.21cnjy.com )量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
实验2（演示P23实验）断电自感
先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是回答课本思考与讨论问题。
（3）结论：
小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。
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叫自感现象。
自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
3、自感系数
教师活动：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即：，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即，写成等式即：
（1）自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。
（2）单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）
4、磁场的能量
教师活动：在右图中,开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢
学生：电源断开以后，线圈中电流不会立即 ( http: / / www.21cnjy.com )消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从无到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。
5．自感现象的理解：
线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性
6．自感的应用与防止：
应用：日光灯 防止：变压器、电动机
【练习】
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
2、如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
3、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及有无铁芯决定
4．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
【课堂小结】
1、自感现象是电磁感应现象中特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生变化．
2、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是阻碍导体中电流的变化。
【板书设计】
4.6互感和自感
一、互感现象
1、概念：
2、磁场具有能量
3、应用：变压器
4、防止：对折绕线、变压器硅钢片
二、自感现象
1、概念：通过一个线圈的电流变化，引起这个线圈自身产生感应电动势的现象。
2、常见的自感现象：通电自感与断电自感
3、 自感线圈的作用：阻碍电流变化。
4、自感电动势：阻碍电流的变化——电流增大时，与电流方向相反；电流减小时，与电流方向相同。
5、自感电动势的大小： 。
L是自感系数，单位：H，与线圈本身有关。
注：互感与自感本质上都是电磁感应现象。
【三维目标】
1．知识与技能
(1)知道互感现象和自感现象及利用与防止。
(2)理解通电自感和断电自感的成因及能量转换。
(3)了解自感电动势的计算，知道自感系数的意义及单位。
(4)认识自感、互感是电磁感应现象的特列。
2．过程与方法
通过实验认知互感与自感并探究通电、断电自感的成因及规律，培养学生研究能力。
3．情感态度与价值观
从自感、互感特殊现象中感悟电磁感应现象的普遍规律，回首普遍规律中蕴含特殊现象的辩证唯物主义观点。
【重、难点】
重点：自感现象及自感系数
难点：1、自感现象的产生原因分析
2、通、断电自感的演示实验中现象解释
【教学流程】
一、引入新课
教师活动：发生电磁感应的条件是什么？
学生：穿过回路的磁通量发生变化。
教师活动：讲磁铁插入或抽出，会不会发生电磁感应现象？
学生：会。
【新课教学】
1、互感现象
教师活动：如右图，改变滑动滑动变阻器的电阻，会不会发生电磁感应现象呢？
学生：能发生电磁感应现象。
教师活动：像这样一个线圈中的电流发生变化 ( http: / / www.21cnjy.com )时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象就叫做互感，这种电动势就叫互感电动势。请同学们考虑一下载互感现象中能量是如何转化的？
学生：电能先转化为磁场能，磁场能再转化为电能。
教师活动：收音机里的“磁性天线”利用互感将广播信号从一个线圈传送给另一线圈。收音机中也有线圈要避免互感，思考一下应该如何防止互感现象呢？
学生：避免电流变化，阻断磁场。
教师活动：收音机中电流不变时不行的，在绕制线圈是将漆包线对折再绕，具体原理请同学们课后考，本节课不再阐述。
2、自感现象
教师活动：由电流的磁效应可知，线圈通电后周 ( http: / / www.21cnjy.com )围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。
演示实验：
实验1 （演示P22实验）出示自感演示器，通电自感。
提问：闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生 ( http: / / www.21cnjy.com )做预测，然后进行实验。（实验前事先闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验）。开始做实验，闭合开关S，提示学生注意观察现象
观察到的现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1比A2迟一段时间才正常发光。
学思考现象原因。请学生分析现象原因。
总结：由于线圈L自身的磁通 ( http: / / www.21cnjy.com )量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
实验2（演示P23实验）断电自感
先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是回答课本思考与讨论问题。
（3）结论：
小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。
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叫自感现象。
自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
3、自感系数
教师活动：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即：，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即，写成等式即：
（1）自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。
（2）单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）
4、磁场的能量
教师活动：在右图中,开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢
学生：电源断开以后，线圈中电流不会立即 ( http: / / www.21cnjy.com )消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从无到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。
5．自感现象的理解：
线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性
6．自感的应用与防止：
应用：日光灯 防止：变压器、电动机
【练习】
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
2、如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
3、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及有无铁芯决定
4．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
【课堂小结】
1、自感现象是电磁感应现象中特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生变化．
2、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是阻碍导体中电流的变化。
【板书设计】
4.6互感和自感
一、互感现象
1、概念：
2、磁场具有能量
3、应用：变压器
4、防止：对折绕线、变压器硅钢片
二、自感现象
1、概念：通过一个线圈的电流变化，引起这个线圈自身产生感应电动势的现象。
2、常见的自感现象：通电自感与断电自感
3、 自感线圈的作用：阻碍电流变化。
4、自感电动势：阻碍电流的变化——电流增大时，与电流方向相反；电流减小时，与电流方向相同。
5、自感电动势的大小： 。
L是自感系数，单位：H，与线圈本身有关。
注：互感与自感本质上都是电磁感应现象。