1、第6節 互感和自感貴陽市白云區第二中學 陳鏈【教學目標】1、知識與技能（1）、了解互感現象的電磁感應特點。（2）、指導學生運用觀察、實驗、分析、綜合的方法，認識自感現象及其特點。（3）、明確自感系數的意義及決定條件。2、過程與方法（1）、能用電磁感應原理，解釋生產和生活中的某些自感現象。（2）、提高學生分析問題的能力和運用物理知識解決實際問題的能力。3、情感態度和價值觀培養、提高學生尊重科學，利用實驗探索研究自然的科學素養【教學重點】自感現象產生的原因及特點。【教學難點】運用自感知識解決實際問題。【教學方法】討論法、探究法、試驗法、練習法【教學用具】 3.8V、0.3A燈泡四只、滑動變阻器、學

2、生電源、導線、開關，自感模擬組件，多媒體課件【教學過程】一、復習舊課，引入新課問題一：前面我們學習了電磁感應現象，了解了幾種不同形式的電磁感應現象。如磁鐵向線圈中插入或拔出時、閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時等，都會引起感應電動勢，發生電磁感應現象。你們認為引起電磁感應現象最重要的條件是什么？結論：不論用什么方式，也不管是什么原因，只要穿過電路的磁通量發生了變化，都能引起電磁感應現象。如果電路是閉合的，電路中就會有感應電流。二、新課教學GP線圈L1線圈L2在以下實驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中會不會產生感應電動勢呢？（一）互感現象兩個線圈

3、之間并沒有導線相連，但當一個線圈中的電流變化時，它所產生的變化的磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢。這種現象叫做互感，這種感應電動勢叫做互感電動勢。利用互感現象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈。變壓器就是利用互感現象制成的。如下圖所示。 在電力工程中和電子電路中，互感現象有時會影響電路正常工作，這時要設法減小電路間的互感現象。 (二)、自感現象1、演示實驗，提出問題演示實驗1：斷電自感現象。實驗電路如圖所示。接通電路，燈泡正常發光后，迅速斷開開關，可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。演示多媒體課件。問1：燈泡閃亮一下，說明了什么問題？(引導學生分析得出：燈泡的亮度由其實際功率決定。燈泡閃亮一下

4、，表明在開關斷開這一瞬間，燈泡兩端的電壓比原來大。)問2：在開關斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的。 演示實驗2：將與燈泡并聯的線圈取掉。再演示上述實驗，這時燈泡不再閃亮。引導學生分析得出：在開關斷開這一瞬間，增大的電壓是線圈產生的。問3：線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的呢？2、分析現象，建立概念 討論：組織學生討論。出示實驗電路圖，引導學生運用已學過的電磁感應的知識來分析實驗現象。 引導學生回答，線圈本身也不是電源，但在磁鐵插入或拔出線圈的過程中，由于線圈中的磁通量發生了變化，故線圈中產生了感應電動勢，從而使電路中產生了感應電流。 問：這個實驗中，線圈也發生了電磁感應。那么是什么原

5、因引起線圈發生電磁感應呢？ 引導學生進一步分析：問1：開關接通時，線圈中有沒有電流？問2：有電流通過線圈時，線圈會不會產生磁場？根據是什么？問3：既然線圈產生了磁場，那么就有磁感線穿過線圈，線穿過線圈的磁胎量就不等于0。開關斷開后，線圈中還有磁通量嗎？問4：所以，在開關斷開這一過程中，穿過線圈的磁通量變了嗎？如何變化？問5：穿過線圈的磁通量發生了變化，會發生什么現象？ 討論小結：開關接通后，線圈中存在穩定的電流，線圈內部鐵芯存在很強的磁場，穿過線圈的磁通量很大；在開關斷開瞬間，線圈中的電流迅速減小到0，穿過線圈的磁通量也迅速減小到0，使線圈產生感應電動勢，這時線圈就相當于一個電源。由于開關斷開

6、很快，故穿過線圈的磁通量變化很快，就產生了較大的感應電動勢，使燈泡兩端的電壓增大了。 建立概念：上述現象屬于一種特殊的電磁感應現象，發生電磁感應的原因是由于通過導體本身的電流發生變化而引起磁通量變化。這種電磁感應現象稱為自感。自感現象：由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象。自感電動勢：在自感現象中產生的感應電動勢。練習：在實驗中，若線圈L的電阻RL與燈泡A的電阻RA相等，則電鍵 斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流隨時間的變化圖像為 圖；若RL遠小于RA，則電鍵 斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流圖像為 圖。It A B C DItI

7、tIt答案：A；C；B；D3、演示實驗，強化概念【演示實驗3】演示通電自感現象。實驗電路如圖。開關接通時，可以看到，燈泡2立即正常發光，而燈泡1是逐漸亮起來的。問1：為什么會出現這種現象呢？問2：為什么自感電動勢不是使燈泡1突然變得很亮，而是使它慢慢變亮呢？4、綜合因素，講解規律教師說明：在自感現象中，自感電動勢的產生是由于導體本身的電流發生了變化而引起的，而自感電動勢卻總是阻礙導體中原來電流的變化的。特點：自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化的。具體而言： 如果導體中原來的電流是增大的，自感電動勢就要阻礙原來電流的增大。 I原，則自(I自)與I原相反 如果導體中原來的電流是減小的，自感電動

8、勢就要阻礙原來電流的減小。 I原，則自(I自)與I原相同5、分析實驗，深化理解實驗1稱為斷電自感現象，實驗2稱為通電自感現象。那么，在實驗1中電路接通的瞬間，線圈是否發生自感？在實驗2中，把開關斷開時，線圈是否發生自感現象呢？(都發生自感。只不過是我們觀察不到。)實驗2中，如果以很快的頻率反復打開、閉合開關，會出現什么現象呢？(燈1 不亮，燈2閃亮。)實驗1中開關斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了，燈還閃亮一下。這些能量是哪里來的呢？是憑空產生了能量嗎？(線圈提供的。線圈中有電流時，線圈產生磁場，磁場也具有能量。當開關斷開后，磁場能通過電磁感應轉化為電能，由線圈提供給燈泡。這說明電磁感應中也遵

9、循能量守恒。)練習：實驗中，當電鍵閉合后，通過燈泡1的電流隨時間變化的圖像為 圖；通過燈泡2的電流隨時間變化的圖像為 圖。ItItItIt答案：C；A(二)、自感系數問：感應電動勢的大小跟什么因素有關？(感應電動勢的大小跟磁通量的變化快慢有關。)自感電動勢的大小跟其它感應電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關。而在自感現象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導體中電流變化的快慢有關。理論分析表明： E=LI/t。L稱為線圈的自感系數，簡稱自感或電感。自感表示線圈產生自感電動勢本領大小的物理量。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數、有無鐵芯有關。單位：亨利(H) 1H

10、=103mH=106H（三）磁場中的能量開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。【課堂小結】本節課我們一起探究了電磁感應現象中的另類問題自感現象，自感現象它也是電磁感應現象的一種，只是導體本身的電流發生變化而在自己身上產生的電磁感應現象，它不違背法拉第電磁感應定律，自感現象也遵從楞次定律“增反減同”的規律。由于線圈自身自感的作用，使得電路中的電流變化的時間延長了，我們所看到的現象是燈逐漸地變亮或等亮一會在熄滅，還有的燈要閃亮一下。特別是自感的應用日光燈，與我們生活很接近，我們平時都應該注意生活中的電現象。【板書設計】第六節：互感和自感1、 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。互感現象產生的感應電動勢，稱為