高中物理 46 互感和自感教案 新人教版选修3-2.doc

第六节互感和自感学案
【学习目标】
（1）、知道互感现象和互感电动势。
（2）、知道自感现象和自感电动势。
（3）、知道自感系数。
（4）、了解日光灯的工作原理
（5）、会灵活运用公式求感生电动势
（6）、会利用自感现象和互感现象解释相关问题
【学习重点】自感现象产生的原因及特点。
【学习难点】运用自感知识解决实际问题。
【学习方法】讨论法、探究法、实验法
【学习用具】
变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关，日光灯组件，
【学习过程】
一、复习旧课，引入新课
1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？

2、楞次定律的内容是什么？

二、新课学习
问题：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，这种感应电动势叫做。
利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示。

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，这时要设法电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的现象。

(二)、自感现象
1、动手做一做
实验1：断电自感现象。学生几人一组作实验
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1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？

问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。

实验2：将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述实验，这时灯泡不再闪亮。
问3：线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢？
2、分析现象，建立概念
⑴讨论：相互讨论。出示实验电路图，运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。

②问：这个实验中，线圈也发生了电磁感应。那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢？

问1：开关接通时，线圈中有没有电流？

问2：有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场？根据是什么？

问3：既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗？

问4：所以，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗？如何变化？

问5：穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象？

⑵讨论小结：

⑶建立概念：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为。

自感现象：由于发生变化而产生的电磁感应现象。
自感电动势：在现象中产生的感应电动势。
练习：在实验中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为图；若RL远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图，通过灯泡的电流图像为图。

I
t
ABCD
I
t
I
t
I
t

答案：A；C；B；D
3、演示实验，强化概念
实验3：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？

4、综合因素，讲解规律
在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。
特点：自感电动势总是导体中原来电流的的。
具体而言：①如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。

I原↑，则ε自(I自)与I原相反

②如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。

I原↓，则ε自(I自)与I原相同
5、分析实验，深化理解
①实验1称为断电自感现象，实验2称为通电自感现象。那么，在实验1中电路接通的瞬间，线圈是否发生自感？在实验2中，把开关断开时，线圈是否发生自感现象呢？

②实验2中，如果以很快的频率反复打开、闭合开关，会出现什么现象呢？

③实验1中开关断开了，电源已不再给灯泡提供电能了，灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢？是凭空产生了能量吗？

练习：实验中，当电键闭合后，通过灯泡1的电流随时间变化的图像为图；通过灯泡2的电流随时间变化的图像为图。

I
t
I
t
I
t
I
t

答案：C；A
(二)、自感系数
问：感应电动势的大小跟什么因素有关？

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，