互感与自感讲稿

1、互感与自感知识与技能知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。知道自感电动势的大小由什么因素决定，并理解自感电动势的作用，能解释相关现象。知道自感系数的单位、决定因素。【教学过程设计】复习回顾师投影Flash（图1）：在“探究产生感应电流条件”的实验中，改变通过小线圈A的电流大小，我们会发现大线圈B就能产生感应电流。对这个现象我们是如何解释的？图1生：小线圈的电流变化小线圈中电流激发的磁场变化穿过大线圈的磁通量发生变化大线圈产生感应电动势闭合回路产生感应电流。新课教学互感现象师：像上述实验，两个线圈之间并没有导线连接，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

2、势，这种现象叫做互感。说明：互感现象的本质就是一种电磁感应现象。互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势。师：互感现象在电子技术和电工技术上应用比较广泛，有兴趣的同学可在课后查阅相关的资料，丰富一下自己。现在，我们再来关注上述的电路：在A线圈中的电流变化时，B线圈会产生感应电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化，但我们发现，A线圈是插在B线圈中的，根据这个情况，你还能想到什么？生：在B线圈产生感应电流的同时，A线圈是否也会产生感应电流？自感现象师：这是一个很有挑战性性的问题。大家一起来说说，A线圈中究竟会不会发生感应电流，请说明原因。生（在讨论的基础上）：当小线圈内的电流大小变化时，穿过它自身

3、的的磁通量也发生变化，再根据产生感应电流的条件，推断小线圈内也应该产生电磁感应现象（有感应电流产生）师：大家的意见在理论上完全成立！那么我们能否用实验的方法来验证我们的猜想呢？该怎么做？A1s图2讨论得到可行的方案：在接有小线圈的电路中串联一个小灯泡，改变电路中的电流（断开或闭合开关即可），观察小灯泡的发光情况，从而来判断线圈中有无感应电流产生。sA1A2图3师生讨论得到可行的方案：在原电路中并联另一个规格相同的小灯泡作比较。教师及时投影修改后的电路（如图3），并改变自感演示仪的连线，接上灯炮A2。合上开关，发现灯泡A2亮，而A1不亮。师：怎么会这样？ 师生分析电路结构：推断线圈有电阻，导致两

4、灯电压不等，亮度不一。因而无法进行有效的比较。师：如何改进？生：在A2支路上接一滑动变阻器。教师及时投影修改后的电路（图4），按要求重新连接sA1A2R图4自感演示仪线路，调节电路中的滑动变阻器，直到两灯一样亮，然断开电路，重新合上开关。请学生描述现象。生：A1逐渐变亮，A2立即变亮，最后两灯一样亮。师：A1逐渐变亮的原因是什么？最后两灯一样亮的原因又是什么？ 学生讨论，得到结论：开关闭合瞬间：通过线圈L的电流增大线圈激发的磁场变化线圈本身的磁通量变化线圈产生感应电动势，方向与原电路的电流方向相反（阻碍电流增大）通过灯泡A1的电流不能立刻增大灯泡逐渐变亮。此时，线圈相当于一个电源。当通过线圈的

5、电流稳定后线圈激发的磁场不变线圈本身的磁通量不变线圈不会产生感应电动势线圈相当于一个电阻两灯一样亮。师：像上述实验，当一个线圈的电流发生变化时，而使本身产生感应电动势的现象叫自感现象。 自感现象中产生的电动势叫自感电动势。自感现象的本质也是一种电磁感应现象。师：上述实验电路中，如果把开关断开，线圈会发生自感现象吗？为什么？生：会。因为断电瞬间线圈中的电流经历从有到无的变化过程，就会激发自感电动势。师：在开关断开的瞬间，可能会看到什么现象？生：A1慢慢熄灭，A2逐渐熄灭。讨论结果整理：从电路结构的角度看：在开关断开时，线圈、A1、A2串联，电流即使有变化，但变化的情况应该一样，所以看不到明显现象

6、（细心的同学会回忆起来，其实教师在前面调试A1、A2亮度相同后，也断开过开关，也没发现什么特别现象）。实际上真正要比较的是开关断开和灯泡熄灭有无先后，因此，A2就失去比较的意义了，R2也就失去存在的价值。如果把这条支路去掉，开关断开时不管线圈有没有自感电动势产生，灯A1肯定会马上熄灭。可行的方案，如图5。sA1图5教师演示：先合上开关，等亮，再闭合开关，灯熄灭。似乎又没有特别的现象。师：当开关从闭合到断开的瞬间，电路中的电流从有到无，我们可以肯定，这时的线圈应该有感应电动势产生，根据我们的推测，灯应该不会马上熄灭。但现在我们却似乎没有看到期待的现象。到底是什么原因？（师停顿，学生一片惘然）。我

7、们的电路设计应该没问题的，看不到现象是不是表明现象没发生呢？生（思索片刻）：不一定，也可能是现象不明显。师：很对。在电路不变的情况下，可试着用什么办法来使现象更明显？生：可更换元件。师：你愿意先更换谁？生：线圈。因为它能产生自感电动势。教师按学生的思路，在自感演示仪中，调换自感线圈，再演示，请学生叙述现象：灯闪亮一下再熄灭。师：灯闪亮一下，其中的“闪亮”能说明什么问题？生：“闪亮一下”说明灯的熄灭被演示；还说明断电瞬间，线圈产生的自感电动势比较大。师生共同分析灯延时熄灭的原因：应用楞次定律知，此时通过线圈的感应电流方向与原电流同向（通过灯泡的感应电流与原电流相反），对电路中的电流减小起“弥补”

8、（阻碍）作用。并归纳以上两个实验，得到一些结论性的知识：自感线圈在电流变化时，产生自感电动势，其功能相当于电源。自感电动势的作用：阻碍电流的变化（阻碍的具体手段是“增反减同”），但不能阻止电流的变化。自感现象的本质也是一种电磁感应现象，也可以用楞次定律来判断感应电动势的方向。师：刚才我们更换了自感线圈，就能产生较大的自感电动势。那么自感电动势的大小跟什么因素有关呢？ 自感系数从自感现象的本质是一种电磁感应现象引导学生回忆法拉第电磁感应定律，得出自感电动势的大小也正比于磁通量的变化率。结合教师投影问题，学生自学教材P24，自感系数部分内容：自感电动势的表达式如何？式中各符号的代表什么？自感系数的大小与什么因素有关？它的主单位是什么？常用单位还有哪些？各单位的符号怎么写？刚才我们在做断电自感的时候（图5电路），更换了一个线圈，结果实验现象很明显，试分析可能的原因是什么？课堂小结互感：通过一个线圈的电流变化，引起另一个线圈产生感应电动势的现象。自感：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。 常见的自感现象：通电自感与断电自感 自感线圈的作用：当电流变化时，它相