山东省威海二中高中物理 互感自感导学案 教科版选修32.doc

第六节 互感和自感【课标】通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 【学习目标】1.通过实验，了解互感和自感现象，以及对它们的利用和防止。2能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题。3.能记住自感电动势的计算式子，能说出自感系数的物理意义。4.认识互感和自感是电磁感应的特例。5.能说出涡流是怎么产生的，以及涡流现象的利用和危害。6.能说出电磁阻尼和电磁驱动现象。【重点难点】 1自感现象 2自感系数 3 分析自感现象。【课程导学】一、课前预习（一）阅读第六节完成下列填空：1自感现象是指 而产生的电磁感应现象2自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍流过导体电流的变化，当电流增大时，自感电动势的方向与原来电流的方向 ；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流的方向 。3自感电动势的大小与通过导体的电流的 成正比。（二）阅读第七节完成下列填空： 1当线圈中的电流随时间变化时，由于_,附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以叫它_,简称_2像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生_, 金属的电阻率小，则涡流_, 产生的_很多。 3当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 ，安培力总是 导体的运动，这种现象称为 4.如果磁场相对导体运动起来，在导体中会产生 ，感应电流使导体受到 ，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为 。二、课堂导学1、互感现象思考：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？请同学们用学过的知识加以分析说明。互感： 互感电动势： 利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请举例说明。 2、自感现象思考：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？你能否设计一个实验来观察一下自感现象？实验1通电自感现象。电路图（如图所示），a1、a2是规格完全一样的灯泡。闭合电键s，调节变阻器r，使a1、a2亮度相同，再调节r1，使两灯正常发光，然后断开开关s。重新闭合s，观察到什么现象？（实验反复几次） 思考：为什么a1比a2亮得晚一些？ 实验2断电自感。电路图（如图所示）接通电路，待灯泡a正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？ 思考：为什么a灯不立刻熄灭？ 总结上述两个实验得出结论自感现象: 自感电动势: 自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面。请同学们课下查阅资料，举出自感现象在电工技术和电子技术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例。3自感系数自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式。 电流的变化率是什么？学生：与磁通量的变化率相似，电流的变化率反映电流变化的快慢，其值等于电流的变化与所用时间的比值。什么叫自感系数呢？ 线圈的自感系数与哪些因素有关？ 自感系数的单位是什么？写出单位换算关系 4磁场的能量在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？ 三、课堂巩固 典型例题 自感现象的分析与判断例1、 如右图所示电路中, d1和d2是两个相同的小灯泡, l是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与r相同, 由于存在自感现象, 在开关s接通和断开瞬间, d1和d2发亮的顺序是怎样的？分析：开关接通时，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流为零，d2与r并联再与d1串联，所以两灯同时亮；开关断开时，d2立即熄灭，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流不能突变，线圈与等d1组成闭合回路，d1滞后一段时间灭。例2 如右图所示的电路（a）、（b）中，电阻r和自感线圈l的电阻值都很小接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光 a在电路（a）中，断开s，a将渐渐变暗b在电路（a）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗c在电路（b）中，断开s，a将渐渐变暗d在电路（b）中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗分析：在（b）图中，由于线圈的电阻很小，稳定时流过线圈的电流比流过灯的电流大，s断开时，灯更亮一下再熄灭；在（a）图中，由于灯与线圈串联，稳定时流过灯和线圈的电流相等，s断开时，流过线圈的电流逐渐减小，灯渐渐变暗。所以，ad正确。 针对训练1右图所示为一演示实验电路图，图中l是一带铁芯的线圈，a是一个灯泡，电键s处于闭合状态，电路是接通的现将电键s打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡a的电流方向是从_端到_端这个实验是用来演示_现象的2右图所示是演示自感现象的实验电路图， l是电感线圈， a1、a2是规格相同的灯泡，r的阻 值与l的电阻值相同当开关由断开到合上时，观察到自感现象是_，最后达到同样亮 3如右图所示，两灯a1、a2完全相同，电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为r当电键s闭合的瞬间，较亮的灯是_；电键s断开的瞬间，看到的现象是_ 4如右图所示，a1、a2是完全相同的灯泡，线圈l的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：a开关s接通时，a2灯先亮、a1灯逐渐亮，最后a1a2一样亮 b开关s接通时，a1、a2两灯始终一样亮c断开s的瞬间，流过a2的电流方向与断开s前电流方向相反d断开s的瞬间，流过a1的电流方向与断开s前电流方向相反四、课后练习1下列关于自感现象的说法中，正确的是 （ ）a自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象b线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反c线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关d加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数，下面说法正确的是 （ ）a线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大b线圈中电流等于零时，自感系数也等于零c线圈中电流变化越快，自感系数越大d线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定3磁通量的单位是_，磁感强度的单位是_，自感系数的单位是_。4如图所示，l为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 （ ）a小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭b小灯立即亮，小灯立即熄灭c小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭d小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭5如图所示是一演示实验的电路图。图中l是一带铁芯的线圈，a是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡a的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个实验是用来演示_现象的。6如图所示的电路中，灯泡a1、a2的规格完全相同，自感线圈l的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）a当接通电路时，a2先亮，a1后亮，最后a2比a1亮b当接通电路时，a1和a2始终一样亮c当断开电路时，a1和a2都过一会儿熄灭d当断开电路时，a2立即熄灭，a1过一会儿熄灭7如图所示电路中，a1、a2是两只相同的电流表，电感线圈l的直流电阻与电阻r阻值相等.下面判断正确的是 （ ）a开关s接通的瞬间，电流表a1的读数大于a2的读数b开关s接通的瞬间，电流表a1的读数小于a2的读数c开关s接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表a1的读数大于a2的读数d开关s接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表a1数等于a2的读数 8如图所示，l是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，d1和d2是两