高二物理选修3-2《电磁感应》第六节《互感和自感》导学案
文档属性
| 名称 | 高二物理选修3-2《电磁感应》第六节《互感和自感》导学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 763.1KB | ||
| 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 | 2012-01-12 10:46:38 | ||
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文档简介
高二物理选修3-2《电磁感应》第六节《互感和自感》导学案
一．教学目标
1．了解互感现象的电磁感应特点。
2．明确自感系数的意义及决定因素。
3．指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。
二．教学重点教学难点
1、自感现象产生的原因及特点。
2、运用自感知识解决实际问题。
三．授课过程
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？
（一）互感现象
两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，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。这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。
1.变压器就是利用互感现象制成的。
如图所示。
2. 在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感现象。
(二)、自感现象
1、【演示实验】演示通电自感现象。实验电路如图。
开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
问：为什么会出现这种现象呢？
问：为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？
2、演示实验：断电自感现象。实验电路如图所示。
接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
问：为什么会出现这种现象呢？
例1、如图所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I0=ε/2R。现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的作用是：
A、使电路的电流减小，最后由I0将小到0；
B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0；
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变；
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于I0。
例2、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：
A、接通时I1I2； B、接通时I1C、接通时I1>I2，断开时I1(三)、自感系数
问：感应电动势的大小跟什么因素有关？
(感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。)
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
理论分析表明：E=L△I/△t。
①L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。
②自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
③L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。
单位：亨利(H) 1H=103mH=106μH
例3、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是：（ ）
A、线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B、线圈中的电流等于零时，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
（四）磁场中的能量
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
【针对练习】
1、如图4-6-7所示的电路中，D1和D2 是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是：（ ）
A、接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B、接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C、接通时D1先达最亮，断开时D1先灭
D、接通时D2先达最亮，断开时D2先灭
2、如图4-6-8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
3、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、线圈中的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
4、在如图4-6-9电路中，线圈L的自感系数值很大，其电阻可忽略，A、B是完全相同的灯泡，则当开关S闭合时：（ ）
A、 A比B先亮，然后A熄灭
B、 B比A先亮，然后B逐渐变暗
C、 A、B一起亮，然后A熄灭
D、 A、B一起亮，然后B熄灭
5、如图甲所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1甲
乙
高二物理选修3-2《电磁感应》第六节《互感和自感》导学案答案
例1答案：D。
说明：要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，但电流最后还是要增大的，只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见)；当原电流减小时，自感电动势要阻碍电流的减小，但电流最后还是要减小的，只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。
例2答案：B。
例3答案D
课后练习
1、A 2、A 3、ACD 4、B 5. D
图4-6-7
图4-6-8
图4-6-9
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一．教学目标
1．了解互感现象的电磁感应特点。
2．明确自感系数的意义及决定因素。
3．指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。
二．教学重点教学难点
1、自感现象产生的原因及特点。
2、运用自感知识解决实际问题。
三．授课过程
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？
（一）互感现象
两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，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。这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。
1.变压器就是利用互感现象制成的。
如图所示。
2. 在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感现象。
(二)、自感现象
1、【演示实验】演示通电自感现象。实验电路如图。
开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
问：为什么会出现这种现象呢？
问：为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？
2、演示实验：断电自感现象。实验电路如图所示。
接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
问：为什么会出现这种现象呢？
例1、如图所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I0=ε/2R。现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的作用是：
A、使电路的电流减小，最后由I0将小到0；
B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0；
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变；
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于I0。
例2、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：
A、接通时I1
问：感应电动势的大小跟什么因素有关？
(感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。)
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
理论分析表明：E=L△I/△t。
①L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。
②自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
③L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。
单位：亨利(H) 1H=103mH=106μH
例3、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是：（ ）
A、线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B、线圈中的电流等于零时，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
（四）磁场中的能量
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
【针对练习】
1、如图4-6-7所示的电路中，D1和D2 是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是：（ ）
A、接通时D1先达最亮，断开时D1后灭
B、接通时D2先达最亮，断开时D2后灭
C、接通时D1先达最亮，断开时D1先灭
D、接通时D2先达最亮，断开时D2先灭
2、如图4-6-8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
3、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、线圈中的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
4、在如图4-6-9电路中，线圈L的自感系数值很大，其电阻可忽略，A、B是完全相同的灯泡，则当开关S闭合时：（ ）
A、 A比B先亮，然后A熄灭
B、 B比A先亮，然后B逐渐变暗
C、 A、B一起亮，然后A熄灭
D、 A、B一起亮，然后B熄灭
5、如图甲所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1
乙
高二物理选修3-2《电磁感应》第六节《互感和自感》导学案答案
例1答案：D。
说明：要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，但电流最后还是要增大的，只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见)；当原电流减小时，自感电动势要阻碍电流的减小，但电流最后还是要减小的，只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。
例2答案：B。
例3答案D
课后练习
1、A 2、A 3、ACD 4、B 5. D
图4-6-7
图4-6-8
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