高二物理4.6《互感和自感》學(xué)案（人教版選修3-2）

1114.6 互感和自感一、教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能了解互感和自感現(xiàn)象了解自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念自感系數(shù)，了解它的單位及影響其大小的因素（二）過程與方法：引導(dǎo)學(xué)生從事物的共性中發(fā)掘新的個性，從發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應(yīng)得規(guī)律，提出自感現(xiàn)象，并推出關(guān)于自感的規(guī)律。會用自感知識分析，解決一些簡單的問題，并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對它們的防止和利用（三）情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，通過對已學(xué)知識的理解實現(xiàn)知識的自我更新，以適應(yīng)社會對人才的要求二、重點、難點及解決辦法1重點：自感現(xiàn)象及自感系數(shù)2難點： 自感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析通、斷電自感的演示實驗中現(xiàn)象解釋3解決辦法： 通過分析實驗電路和直觀的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生運用已學(xué)的電磁感應(yīng)知識進(jìn)行分析、歸納，再利用電路中的并聯(lián)規(guī)律，從而幫助學(xué)生突破本節(jié)重點、排除難點。三學(xué)生活動設(shè)計： 啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生利用前面學(xué)過的電路知識及電磁感應(yīng)知識，分析通電自感和斷電自感的電路圖，預(yù)測將會產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象，然后再通過觀察實驗現(xiàn)象驗證自身的思維，并歸納總結(jié)自感現(xiàn)象這一規(guī)律產(chǎn)生的原因。四教具準(zhǔn)備通、斷電自感演示裝置，電池四節(jié)（帶電池盒）導(dǎo)線若干五重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程引入新課問題情景：發(fā)生電磁感應(yīng)的條件是什么？怎樣得到這種條件，也就是讓閉合回路中磁通量發(fā)生變化？下面這兩種電路中當(dāng)電鍵斷開和閉合瞬間會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎？如果會發(fā)生，它們有什么不同呢？（一）互感現(xiàn)象1、基本概念：互感：互感現(xiàn)象：互感電動勢： 2、互感的理解：（1）、如右圖斷開、閉合開關(guān)瞬間會發(fā)生電磁感應(yīng)嗎？（2）這是互感嗎？小結(jié)：互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個何相互靠近的電路之間。線圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。問題情景：（互感中的能量）另一電路中能量從哪兒來的？小結(jié)：互感現(xiàn)象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。3、互感的應(yīng)用和防止： （二）自感現(xiàn)象1、問題情景：由電流的磁效應(yīng)可知，線圈通電后周圍就有磁場產(chǎn)生，電流變化，則磁場也變化，那么對于這個線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化。是否此時也發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢？我們通過實驗來解決這個問題。2、演示實驗：實驗1 （演示P25實驗）出示自感演示器，通電自感。提出問題：閉合S瞬間，會有什么現(xiàn)象呢？引導(dǎo)學(xué)生做預(yù)測，然后進(jìn)行實驗。（實驗前事先閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R和R1使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)，準(zhǔn)備好實驗）。開始做實驗，閉合開關(guān)S，提示學(xué)生注意觀察現(xiàn)象觀察到的現(xiàn)象：在閉合開關(guān)S瞬間，燈A2立刻正常發(fā)光，A1比A2遲一段時間才正常發(fā)光。學(xué)思考現(xiàn)象原因。請學(xué)生分析現(xiàn)象原因。總結(jié)：由于線圈L自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢總是阻礙磁通量的變化，既阻礙線圈中電流的變化，故通過A1的電流不能立即增大，燈A1的亮度只能慢慢增加，最終與A2相同。實驗2（演示課本P26實驗）斷電自感先給學(xué)生幾分鐘時間看課本實驗，預(yù)測實驗現(xiàn)象，是回答課本思考與討論問題。3結(jié)論：小結(jié)：線圈中電流發(fā)生變化時，自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢阻礙原電流的變化。自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。自感電動勢：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。4.磁場的能量問題情景：在圖4.6-4中,開關(guān)斷開后,燈泡的發(fā)光還能持續(xù)一段時間,有時甚至比開關(guān)斷開前更亮,這時燈泡的能量是從哪里來的呢?教師引導(dǎo)學(xué)生分析，電源斷開以后，線圈中電流不會立即消失，這時的電流仍然可以做功，說明線圈儲存能量。當(dāng)開關(guān)閉合時，線圈中的電流從無到有，其中的磁場也是從天到有，這可以看作電源把能量輸送到磁場，儲存在磁場中。這里我們知識一個合理的假設(shè)，有關(guān)電磁場能量的直接式樣驗證，要在我們認(rèn)識了電磁波之后才有可能。5自感現(xiàn)象的理解：線圈中電流的變化不能在瞬間完成，即不能“突變”。也可以說線圈能體現(xiàn)電的慣性6自感的應(yīng)用與防止：應(yīng)用：日光燈 防止：變壓器、電動機(jī)（三）自感系數(shù)問題情景：我們都知道感應(yīng)電動勢的大小與回路中磁通量變化的快慢有關(guān)，而自感現(xiàn)象中的自感電動勢是感應(yīng)電動勢的一種，那么就是說，自感電動勢也應(yīng)正比于穿過線圈的磁通量的變化率，即：Et，而磁場的強(qiáng)弱又正比于電流的強(qiáng)弱，即磁通量的變化正比于電流的變化。所以也可以說，自感電動勢正比于電流的變化率。即EIt寫成等式即：E=LIt2.自感系數(shù)，簡稱自感或電感，用字母L表示。影響因素：形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯。3單位：亨利 符號：H 常用單位：毫亨（mH） 微亨（H）（四）實例探究【例1】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(dá)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(shù)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？鞏固練習(xí)1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是（ACD）A自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大2關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是（D）A線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢一定越大B線圈中電流等于零時，自感系數(shù)也等于零C線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定4如圖所示，L為一個自感系數(shù)大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是（A）A小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅B小燈立即亮，小燈立即熄滅C小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅D小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅六、課堂小結(jié)、自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中特殊情形，它的產(chǎn)生原因是由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化、自感電動勢的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關(guān)，它總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化。七、布置作業(yè)： 課后習(xí)題 111