2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 第6节 互感和自感课件 新人教版选修3-2

1、6. 互感和自感 【知识与技能】 (1)了解互感和自感现象 (2)了解自感现象产生的原因 【过程与方法】 引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从产生电磁感应现象的条件和有关电磁感应的规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律 【情感、态度与价值观】 培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求 三维目标 【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的现象解释 重点难点 学生能从楞次定律的角度来理解自感和互感，上课例题的正确率也很高，但在电流大小和方向的变化上还需加强特别是在灯是否闪亮一下上存在很多

2、问题，例如说自感系数很大的线圈，我们 能等效地看成一个阻值非常大的电阻，这样来解释现象学生会更容易懂一些，它在电路断开时有可能使和它并联的灯泡闪亮一下. 教学建议 【导入一】 引入新课 问题情景：(1)发生电磁感应的条件是什么？ (2)怎样得到这种条件，也就是让闭合回路中 磁通量发生变化？ (3)如图461所示，这两种电路中当开关断 开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？如果会发生，它们有什么不同呢？ 教师：那么同学们的分析是否正确呢？今天我们就通过实验研究这两个问题 新课导入 【导入二】 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，另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？电动

3、势在断电的瞬间，闸盒铡刀上为什么会产生电火花呢？让我们带着 这些问题去研究互感和自感现象吧！ 新课导入 两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流时,它所产生的变化的磁场 会在另一个线圈中产生,这种现象叫作互感. 互感 知识必备 知识点一 变化 感应电动势 1.当一个线圈中的电流增大时,它产生的自感电动势的方向与原电流的 方向,阻碍电流的增大;当线圈中的电流减小时,自感电动势的 方向与原电流的方向,阻碍电流的减小. 2.自感电动势的大小:E=,其中L是自感系数,简称自感或电感. 单位:,符号:.自感系数大小的决定因素:自感系数与线 圈的、,以及是否有铁芯等因素有关. 自感 知识必备 知识点二 相反

4、 相同 亨利H 大小形状圈数 想一想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? 学习互动 互感问题分析 考点一 答案这是互感现象. 要点总结 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. 学习互动 学习互动 学习互动 想一想 通电自感电路图如图4-6-2所示,A1、A2是规格完全一样的灯泡.闭合 开关S,调节滑动变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,断开 开关S.然后再闭合开关S,观察现象.

5、 (1)通电时有什么现象发生? (2)根据楞次定律结合电路图分析现象产生的原因. 学习互动 通电自感现象 考点二 图4-6-2 学习互动 答案(1)通电时,跟滑动变阻器R串联的灯泡A2立刻亮起来,跟线圈L串联的灯泡A1 逐渐亮起来. (2)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,为了阻碍磁通量 的增加,感应电流产生的磁场与原来电流产生的磁场方向相反,则线圈中感应电动 势方向与原来的电流方向相反,阻碍了L中电流的增加,即推迟了电流达到正常值的 时间. 要点总结 1.线圈中的电流增加时,在线圈中会产生感应电动势电流 的,即会产生与原电流方向的自感电动势. 2.自感电动势了电流达到

6、正常值的时间,起作用, 而不是. 学习互动 阻碍 增加相反 推迟阻碍 阻止 学习互动 想一想断电自感电路图如图4-6-4所示, 线圈L的直流电阻大于灯泡A的电阻,接通电路,待灯泡A正常发光,然后断开 电路. (1)断开电路时,有什么现象发生? (2)试分析现象发生的原因. (3)若开关断开后,A比原来更亮、需要满足什么条件? 学习互动 断电自感现象 考点三 图4-6-4 答案(1)S断开时,A灯逐渐熄灭. (2)当S断开时,L中的电流突然减小,穿过L的磁通量突然减少,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,此时L与A构成闭合回路, 故A中还有一段持续电流,但A中的电流方向与

7、原电流方向相反. (3)断电后A中的电流与L中的电流变化一致,只有满足RLRA,则通电稳定后 L中的电流比A中的电流大,断开S时,A比原来更亮. 学习互动 要点总结 1.线圈中电流减小时,在线圈中会产生与原电流方向的感 应电动势,电流的减小. 2.线圈中由于电流减小产生的,会使线圈中的电 流从的基础上逐渐减小,但不能电流减 小. 3.自感电动势总是导体中原来电流的变化,当原来电流增 大时,自感电动势的方向与原来电流方向;当原来电流减小 时,自感电动势的方向与原来电流方向. 学习互动 相同 阻碍 自感电动势 原来大小 阻止 阻碍 相反 相同 学习互动 想一想 (1)自感电动势的大小取决于哪些因素

8、?自感系数与什么有关? (2)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?有的甚 至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论. 学习互动 对自感电动势及自感系数的理解 考点四 答案(1)自感电动势的大小与电流变化的快慢和自感系数有关.自感系数与 线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关. (2)开关断开后,线圈中储存的能量释放出来转化为电能,故灯泡发光持续一会 .如果流过灯泡的电流比原来大,灯泡会比原来更亮. 要点总结 1.自感电动势与 成正比,即E= . 2.线圈的横截面积越大,圈数,自感系数L越大,线圈带铁芯时自感系 数比没带铁芯时,L的单位为,符号H,1 H= mH = H. 3.断电自感时,储存在磁场中的释放出来. 学习互动 电流的变化率 越多 大得多 亨利103 106 能量 4.断电自感中灯泡亮度变化的分析方法:在开关断开时,电感线圈产生的自 感电动势要阻碍原电流的减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表 现为两个方面:一是电感线圈的电流方向与原电流方向一致;二是