物理選修3-2人教新課標 4.6 互感和自感教案

1、 互感和自感【教學目標】1知道什么是互感現象和自感現象。2知道自感系數是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。3知道自感現象的利與弊及對它們的利用和防止。4能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現象的原因及磁場的能量轉化問題?！局攸c難點】1知道自感系數是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。2能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現象的原因及磁場的能量轉化問題。【教學方法】講練結合【教學用具】課 件、自感現象示教板【教學過程】一、互感現象1、互感現象：當一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象，稱為互感。2、互感電動勢：互感現象產生

2、的感應電動勢，稱為互感電動勢。3、利用互感現象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。如：變壓器，收音機里的磁性天線。二、自感現象【演示1】電路閉合時線圈L的作用（1）實驗電路如圖所示，閉合S時觀察燈泡的亮度變化。（2）現象：A2立即正常發(fā)光，A1逐漸變亮。（3）分析：接通電路的瞬間，電流增大，穿過線圈L的磁通量也增加，在L中產生感應電動勢，由楞決定律可知，它將阻礙原電流的增加，所以A1中的電流只能逐漸增大，A1逐漸亮起來。線圈L中出現的感應電動勢只是阻礙了原電流的變化(增加)，而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進程，但最終電流仍然達到最大值，A1最終達到正常發(fā)光【演示2】電路斷開時線圈L的作用

3、（1）實驗電路如圖所示，斷開S時觀察燈泡的亮度變化。（2）現象：燈泡要過一會兒才逐漸熄滅。（3）分析：電路斷開時，因線圈中的電流減小而導致磁通量發(fā)生變化，產生的感應電動勢要阻礙原電流的減小，L中的電流只能從原值開始逐漸減小，S斷開后，L與A組成閉合回路，L中的電流從A中流過，所以A不會立即熄滅，而能持續(xù)發(fā)光一段時間。結論：導體中電流變化時，自身產生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙原電流的變化。1、自感現象：由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現象，叫做自感現象。2、自感電動勢：在自感現象中產生的感應電動勢，叫做自感電動勢。二、自感系數1、自感電動勢的大小2、自感系數L（1）比例恒量L叫做線

4、圈的自感系數，簡稱自感或電感。（2）自感系數由線圈本身的特性所決定，與線圈是否通電無關。它跟線圈的形狀、長短、匝數、有無鐵芯等因素有關，線圈越長，單位長度上的匝數越多，截面積越大，自感系數就越大，有鐵芯時線圈的自感系數比沒有鐵芯時要大得多。（3）自感系數的單位：在國際單位制中是亨利，簡稱亨，符號H。1H=1V·SA常用單位還有毫亨（mH）和微亨（uH）。1H103mH106uH3、自感現象的應用和防止（1）應用：在交流電路中，通直流阻交流，通低頻阻高頻，在各種電器設備和無線電技術中應用廣泛，如日光燈電路中的鎮(zhèn)流器，LC振蕩電路等。（2）危害及防止：在切斷自感系數很大，電流很強的電路的

5、瞬間，產生很高的自感電動勢，形成電弧，在這類電路中應采用特制的開關；精密電阻可采用雙繞并繞來消除自感現象。三、磁場的能量當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零，因此可以借用力學中的術語，說線圈能夠體現電的“慣性”。線圈的自感系數越大，這個現象越明顯，可見，電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數?！纠?】如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則 （ AD ）A在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路乙中，斷開S，D將漸

6、漸變暗D在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗【例2】如圖所示，自感線圈的自感系數很大，電阻為零。電鍵K原來是合上的，在K斷開后，分析：（1）若R1R2，燈泡的亮度怎樣變化？（2）若R1R2，燈泡的亮度怎樣變化？分析：（1）因R1R2，即I1I2，所以小燈泡在K斷開后先突然變到某一較暗狀態(tài)，再逐漸變暗到最后熄滅。（2）因R1R2，即I1I2，小燈泡在K斷開后電流從原來的I2突變到I1（方向相反），然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變得比原來更亮，再逐漸變暗到熄滅。【例3】如圖所示，多匝線圈和電池的內阻均為零，兩個電阻的阻值均為R，電鍵S原打開著，電路中的電流為I0，現將S閉合，于是線圈中產生自感電動勢，此自感電動勢：（D）A、有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小為零；B、有阻礙電流的作用，最后總電流小于I0；C、有阻礙電流增大的作用，因而電流保持I0不變；D、有阻礙電流增大的作用，但電流還是要增大到2I0.【例4】如圖，A、B兩燈的電阻均為R，S1閉合時兩燈的亮度一樣，若再閉合S2，