自感高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.4自感教科版选择性必修第二册

第二章

电磁感应及其应用新课导入观察实验现象，你能解释为什么吗？为什么能听见由手机输出的声音？小灯泡为什么会发光？互感现象把两个没有导线相连的线圈套在一起，当一个线圈中电流变化时，另一个线圈中就产生感应电动势，这种现象叫做互感，产生的感应电动势叫做互感电动势。互感现象的应用利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。如变压器就是利用互感现象制成的。城乡变压器收音机里的磁性天线无线充电器互感现象的应用互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，要设法减小互感。

手机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，遇有锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。互感现象能发生在两个相互靠的很近的电路之间，有时会影响电路工作，因此也要设法减小电路间互感的影响。思考与讨论线圈中电流发生变化，是否也会在自己的回路里产生电动势？

当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场激发出本身感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。实验探究观察两个灯泡的发光情况A1、A2使用规格完全一样的灯泡。

闭合电键S，调节变阻器R

和

R1

，使A1、A2亮度相同且正常发光。然后断开开关S。

重新闭合S，观察到什么现象？现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。你能解释以下这是为什么吗？实验探究分析：B原B感E感通过电感线圈I↑⇒Φ↑⇒电动势，阻碍Φ增加电感⇒阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。实验探究观察开关断开时灯泡的亮度按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。演示前思考下列问题：1.电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？2.产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？实验探究分析：断开电源通过电感线圈I↓⇒电动势，阻碍Φ减少⇒阻碍线圈中的电流减少。这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。⇒通过灯泡的感应电流与原来电流方向相反。线圈L中的感应电流要从稳定时的值开始逐渐减小，所以线圈的直流电阻要小于灯泡的电阻。B原B感E感自感现象电感1、自感自感现象中产生的感应电动势。

当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。2、自感电动势：自感系数1.自感电动势的大小自感系数L

越大，E

越大，对电流阻碍越大自感系数（2）决定因素线圈的圈数是否有铁芯线圈的大小线圈的形状（1）物理意义:2.自感系数描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量甲一条导线弯了几匝的线圈乙空芯线圈丙在铁芯上绕了几千匝的线圈甲乙丙亨利（H）（3）单位：磁场的能量断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，能量是从哪里来的？自感线圈电流磁场磁场能开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。维度

互感现象自感现象作用对象邻近无连接的电路线圈自身所在电路诱因另一电路电流变化自身电路电流变化能量特点电路间传递能量自身磁场能与电能转化课堂小结巩固提升PART41.(互感现象)(多选)关于互感现象,下列说法正确的是(

)A.两个线圈之间必须有导线相连,才能产生互感现象B.互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈C.互感现象都是有益的D.变压器是利用互感现象制成的巩固提升2.(自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势大小的说法正确的是(

)A.电感一定时,电流变化越大,自感电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,自感电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大答案:B巩固提升3.(自感系数)(多选)关于自感系数,下列说法正确的是(

)A.其他条件相同,线圈越粗自感系数越大B.其他条件相同,线圈匝数越多自感系数越大C.其他条件相同,线圈越细自感系数越大D.其他条件相同,有铁芯的比没有铁芯的自感系数小巩固提升4.(通电自感和断电自感)(多选)如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略不计,下列说法正确的是(

)A.闭合开关S接通电路时,A2先亮A1后亮,最后一样亮B.闭合开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭巩固提升教学阐释环节目录一、教学依据二、目标分析三、教学过程四、教学反思本节课是电磁感应知识的重要延伸，前承法拉第电磁感应定律、楞次定律，后为变压器、电磁振荡等内容奠定基础。教材通过“互感-自感-磁场能量”的逻辑展开，既体现物理知识的连贯性，又关联无线充电、变压器等生活与技术应用，是“理论-实验-应用”结合的典型章节。教学依据教材分析教学依据1.优势：已掌握电磁感应的核心规律（楞次定律、法拉第电磁感应定律），具备基础实验观察与逻辑推理能力，对生活中的电磁应用（如无线充电）有初步认知。2.难点：难以理解“电流变化引发自身磁场变化，进而产生自感电动势”的因果逻辑；对自感系数的决定因素及“阻碍电流变化”的本质（不是阻止）易混淆；空间想象磁场变化与感应电动势的关联存在障碍。学情分析目标分析物理观念能区分互感与自感现象，理解自感电动势的产生原理及“阻碍电流变化”的规律，建立“磁场具有能量”的物理观念通过分析自感实验现象、推导自感电动势与电流变化率的关系，提升逻辑推理能力；对比互感与自感的异同，培养科学比较与抽象思维通过观察通电自感、断电自感实验，掌握“提出问题-设计实验-分析现象-得出结论”的探究方法，提升实验操作与现象分析能力了解互感（变压器）、自感（电感元件）的技术应用，认识电磁现象对科技发展的推动作用，同时关注互感干扰的规避，树立“科学应用需权衡利弊”的责任意识科学思维科学探究科学态度与责任目标分析教学重难点重点：互感与自感现象的定义及产生原理；自感电动势“阻碍电流变化”的规律；互感与自感的实际应用。难点：自感现象中“电流变化-磁场变化-自感电动势-阻碍电流变化”的因果链；自感系数的决定因素；断电自感中“线圈作为临时电源”的能量转化逻辑。教学过程情境导入1.实验情境：演示两个实验——①无线充电器为手机充电（无导线连接却能供电）；②闭合含线圈电路时，灯泡缓慢发光。2.问题引导：“无线充电为何无需导线？灯泡为何不立即亮？”通过生活与实验中的“反常现象”，激发探究兴趣，初步感知“互感”“自感”的存在，激活“电磁感应”的已有物理观念。教学过程实验探究（自感）1.通电自感实验：

装置：两个相同灯泡A₁（串联线圈L）、A₂（串联电阻R）并联，调节R使闭合开关前两支路电阻相等。

现象：闭合开关，A₂立即亮，A₁缓慢亮。

分析：引导学生用“电流变化→磁场变化→自感电动势”逻辑推导——A₁支路电流增大→线圈磁场增强→穿过线圈的磁通量增大→产生自感电动势（方向阻碍电流增大）→A₁电流缓慢增大，灯泡缓慢亮。教学过程实验探究（自感）2.断电自感实验：

装置：灯泡与线圈L并联后接电源。

现象：断开开关，灯泡不立即熄灭，反而短暂闪亮后逐渐熄灭。

分析：聚焦“能量来源”——断开电源，线圈电流减小→磁场减弱→产生自感电动势（方向阻碍电流减小）→线圈作为“临时电源”，通过灯泡形成回路→电流从原大小逐渐减小，灯泡短暂闪亮，进而引出“磁场具有能量”的观念。教学过程突破难点1.自感电动势与自感系数：结合法拉第电磁感应定律，推导“自感电动势E_L∝ΔI/Δt”，引入比例系数L（自感系数），明确E_L=L・ΔI/Δt；通过“甲（几匝导线）、乙（空芯线圈）、丙（铁芯多匝线圈）”的对比，总结L的决定因素（匝数、形状、大小、是否有铁芯），强调“与电流无关”。2.规律总结：提炼自感的核心规律——“自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化”，用“刹车不是停车”类比“阻碍不是阻止”，突破理解难点。教学过程应用拓展快速列举互感（变压器、无线充电）、自感（日光灯镇流器、电感元件）的应用，补充“手机射频信号的互感干扰需规避”，让学生感受物理知识的实用价值与潜在风险，树立科学应用的责任意识。教学反思1.