4.6《互感和自感》导学案（教师）

4.6 互感和自感教学方案预习方案【教育目标】一、知识和技能1 .了解互感和自感现象2 .了解自我感觉现象的原因3 .了解自我感受现象的重要概念自我感受系数，了解影响其单位和大小的因素二、运用过程和方法自我认识知识分析解决简单问题，了解自我认识现象的利弊及其应用和防范。三、培养情感态度和价值观学生的自主学习能力，通过对学到的知识的理解来实现知识的自我更新，适应社会人才的要求【教育难点】自我感受现象和自我感受系数、自我感受现象的发生原因分析【教材指南】本节内容是电磁感应章的重要组成部分，在学生掌握电磁感应现象的基本规律的基础上，使学生进一步认识到普遍的电磁感应现象的自感应现象。 这种现象对稳态电路具有重要意义，受到电磁感应现象的影响，启发了进一步学习交流、电磁振动等后续知识。 进入高级学校和进入社会后，为了学习和理解电磁学和电气工程学的基础，本节在电磁学知识体系中具有非常重要的作用。【学情分析】学生学习法拉第的电磁感应法则、楝次法则，对电磁感应现象发生的条件也相当熟悉。 并且，高二的学生已经具有初步的抽象思维能力，完成教育和学习任务是可以实现的。【预习自测】1、互感现象：两个线圈之间没有连接导线，一个线圈的电流发生变化，该变化的磁场在另一个线圈中产生感应电动势。 这种现象被称为“这种感应电动势”。 互感现象可以被用于从一个线圈向另一个线圈传递，并且变压器使用互感现象来产生。 在电力工程学和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时必须在电路间的互感现象上下功夫。 在电路板雕刻中，要减小电路之间的现象。2、自感现象：变化产生的电磁感应现象称为自感现象，现象产生的感应电动势称为自感电动势。 自感应电动势的大小与导体中的速度有关。 根据理论，E=。3、自感： E=L式的比例系数l称为线圈的自感，简称为自感。 l的大小与线圈的形状、长度、圈数、铁心的有无有关。 自感的单位是。 1H=mH=H。4、磁场中的能量：闭合开关后线圈中流过电流，电流产生磁场，能量积蓄在磁场中。 开关断开时，线圈相当于电源，转换磁场中的能量。5、大型电机正常工作时电流大，如果用普通斩波器切断电路，斩波器金属片之间会产生火花，严重时会烧坏斩波器，造成人身伤害断路时电流急速减少，电机线圈内产生大的自感应电动势，高电动势破坏空气，产生火花，发生伤害事故。 因此，大功率电动机的开关浸入高压强绝缘油中。【提出困惑】为什么会产生自感和互感？探究事件一、复习旧课，引入新课程1、引起电磁感应现象的最重要条件是什么？2、楢次定律的内容是什么？二、新课程的学习问题：法拉第的实验中，两个线圈没有用导线连接，但一个线圈的电流发生变化，另一个线圈为什么会产生感应电动势1、互感现象：两个线圈之间没有连接导线，但是如果一个线圈的电流发生变化，该变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。 这种现象叫做“这种感应电动势”。互感现象可以被用于从一个线圈向另一个线圈传递。 变压器是利用互感现象制造的。 如下图所示。在电气施工和电子电路中，互感现象可能影响电路的正常工作，这时必须设法研究电路之间的互感现象。 例如，雕刻电路板时，必须想办法减小电路间的现象。2 .自觉现象实验1 :演示通电自感现象。 实验电路图。【现象】一打开开关，灯泡2立即开启，灯泡1【问题1】为什么会发生这样的现象呢？【问题2】为什么自感应电动势不是突然使灯1亮起，而是逐渐变亮？实验2 :演示停电的自感现象。 实验电路图。图中显示了实验电路。 打开电路，灯泡正常发光后，立刻关闭开关，就能看到灯泡。【问题1】灯泡闪烁，说明了什么问题？【问题2】开关断开的瞬间，增大的电压从哪里来？拆下与灯泡并联的线圈。 重新演示上述实验，灯不会发光。【问题3】线圈本身不是电源，是如何供给高电压的呢？自感现象：变化引起的电磁感应现象。自感应电动势：现象产生的感应电动势。 在自感应现象中，自感应电动势的产生是由导体本身的电流变化引起的，而自感应电动势总是阻碍导体中本来的电流变化。实验1称为停电自感现象，实验2称为通电自感现象。 那么，在实验1中电路导通的瞬间，线圈中是否产生了自感？ 在实验2中，关闭开关时，线圈是否发生自我感知现象在实验2中，开关的接通、断开以较快的频率重复的话，会发生什么样的现象呢？实验1中开关断开，电源不再向灯供电，灯闪烁。 这些能量是从哪里来的，产生了能量？3 .自感l【问题】感应电动势的大小与什么因素有关？自感应电动势的大小与其他感应电动势的大小相同，与通过线圈的磁通的变化速度有关。 在自感现象中，由于通过线圈的磁通是由电流引起的，所以自感的大小与导体中电流变化的速度有关。根据理论分析，E=。l称为线圈的自感，简称为自感或。 自感表示线圈产生能力大小的物理量。 l的大小与线圈的形状、长度、圈数、铁心的有无有关。单位：亨利(H) 1H=mH=H4 .磁场中的能量关闭开关后，电流流过线圈，电流产生磁场，能量积蓄在磁场中，关闭开关后线圈相当于电源，转换磁场中的能量。要点如何进一步理解自感应电动势？ 如何分析自我感觉现象？1 .对自感应电动势的进一步理解(1)产生自感应电动势的原因通过线圈电流发生变化，通过线圈的磁通量发生变化，因此在原级线圈中产生感应电动势.(2)自感应电动势的作用不是阻碍、阻止原电流的变化，而是电流变化、延长原电流的变化时间，始终起着延迟电流变化的作用。(3)自感应电动势方向当原电流变大时，自感应电动势方向与原电流的方向相反，当电流变小时，自感应电动势的方向与原电流的方向相同.2 .自感现象的分析构想(1)明确通过自感应线圈的电流如何变化(增大或减少)。当电流减小时(例如，当切断电源时)，自感应电动势方向与电流的方向相同.(3)如果分析电流变化情况，则当电流变强时(通电)，自感应电动势的方向与原来的电流的方向相反，电阻增加，电流逐渐变大，当电流变小时(停电)，由于自感应电动势的方向与原来的电流的方向相同，所以电阻减少，线圈的电流的方向不变化，电流逐渐变小.要点2通电自我感和停电自我感是怎样产生的呢？在处理关闭电源灯泡亮度变化的问题时，不能单纯应用结论。 例如，打开电源会变亮，关闭电源会变暗或变亮。 具体分析具体问题，明确电路的连接状况很重要与线圈串联连接的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流越来越大，灯泡越来越亮了电流突然变大，逐渐变小，稳定停电时电流逐渐减小，灯逐渐变暗，电流方向不变电路中的稳定电流是I1、I2在I2I1的情况下，逐渐变暗在I2I1的情况下，灯泡先变亮后变暗，两种情况下电流的方向都发生变化要点3自感、电感、电阻的差异1 .自感(1)自感由线圈长度、线圈的横截面积、每单位长度的圈数、线圈的铁心的有无决定.(2)单位：亨、符号h、单位间换算：1 H=103 mH=106 H(3)物理意义：表示线圈产生自感应电动势能力的大小的物理量与通过线圈的电流在1 s内使1 A变化时产生的自感应电动势的大小在数值上相等.2 .电感和电阻在电路上的不同电阻r电感l阻碍作用相对于恒定电流变化的电流表现出来导线发热发生时间现象大小要素电阻越大，对电流阻碍作用越大，产生的电位差越大电感越大，电流变化越快，对电流的干扰作用越大，产生的自感应电动势越大决定因素长度、截面积、电阻率、温度长度、横截面积、每单位长度的圈数、铁心的有无取得联系电阻和电感都是反映导体自身性质的物理量【本堂检定】关于某线圈的自感，以下的表现正确的是()a .线圈中电流变化越大，线圈的自感越大；b .线圈中的电流变化越快，线圈的自感越大c .在线圈中流过恒定电流时，线圈的自感为零d .无论电流如何变化，线圈的自感都不变化解析解答d的自感与线圈本身无关，与其他因素无关，由线圈本身的性质(线圈的长度、面积、每单位长度的圈数)和是否插入铁心来决定。 线圈的横截面积越大，线圈越长，每单位长度的圈数越多，其自感越大，有铁心的线圈的自感比没有铁心的情况要大得多。 自感与通电电流、电流变化量、电流变化率等无关，正解为d当一个线圈的电流均匀增大时，该线圈的( )a .自感也均匀增大b .自感也均匀增大c .磁通的变化率也均匀地d .自感和自感都不变化分析：决定线圈自感的因素：线圈的形状、长度、圈数、线圈是否有铁心。 线圈越粗，匝数越密，自感越大，而且有铁心的线圈的自感比没有铁心的情况大得多。 与线圈内电流强度的相关率无关，a是错误的自感应电动势的大小和其他感应电动势一样，与通过线圈的磁通的变化速度有关，线圈的磁场由电流产生，因此通过线圈的磁通的变化速度与电流的变化速度有关线圈的电流均匀增大，即电流的时间变化率为常数，从电动势的定义式来看电动势应该恒定，是错误的，选择是正确的。 评价：“电流均匀增大”的意思是电流的时间变化率一定。关于自我感受现象，以下说法正确的是( )a .自感应现象是线圈自身的电流变化引起的电磁感应现象b .自感应电动势总是阻止原电流的变化c .自感应电动势的方向始终与原电流的方向相反d .自感应电动势的方向始终与原电流的方向相同a解析自感现象