高中物理 4.0《电磁感应》精品课件 新人教版选修3-2

1、新课标人教版课件系列,高中物理 选修3-2,第四章电磁感应,4.1划时代的发现,教学目标,（一）知识与技能 1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。,教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探

2、究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教具 计算机、投影仪、录像片,（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在 这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。,自主学习-奥斯特梦圆“电生磁”,依据：信念,哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。 实例：摩擦生热、蒸汽机,物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我

3、们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。,奥斯特实验：,奥斯特在作报告时，无意中发现 小磁针偏转,奥斯特断言：电与磁是有联系的！,解释奥斯特实验,猜想：磁是否能生电呢？,（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？,自主学习-法拉第心系“磁生电”,对称性的思考,英国

4、的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称的自然现象。,依据：磁化和静电感应现象,猜想：磁铁应该可以感应出电流！,信念：一定要转磁为电！,法拉第日记,未显示作用,毫无反应,不行,从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。,二品：科学的实验方法,1825年11月28日,实验1. 两根长4英寸长的导线平行放置, 用两张厚纸将它们隔开, 先把其中的一根导线接到电池的两端通电,再把另一根与电流计相连。,实验2. 将空心螺线管接到电池的两极, 把一直导线引进螺线管, 直导线两端与电流计相连 。,实验3. 将实验2中的直导线与电池两极相连, 螺线管与电流计连接 。,实验4. 把两根导线

5、互相缠绕着, 先把其中的一根的两头接到电池上通电, 把另一根的两头接到电流计上。,麦克斯韦：科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。,1831年8月29日,法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。,开关,电池组,电流计,进一步地思考和探索：,铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗？,铁芯,1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。”磁生点“是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。,五种类型可以引起感应电流：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁

6、、在磁场中运动的导体。,有规律吗？,“跑失良机”的科拉顿,螺旋管,电流计,三品：创造性的思维,为什么以往的实验都失败了？,思维定势！,法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！,1831年10月28日 法拉第的创新：,圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。,最早的电动机：电磁旋转器,法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。,爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。,1.你能从这个电磁感应现象的发现

7、的特例中总结科学发现或科学研究的一般思路和方法? 2.从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想？ 3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，你有何感谢？,自主学习科学漫步,奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”,法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。,课堂小结：,关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利,

8、现在：除此之外还有，甚至更重要的是,（1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）,（2）抹去科学学家头上的光环，正确认识失败,科学是人做的，科学是为人的 科学中的人文精神。,科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他，但是感到的共鸣却

9、常常多于钦佩，并且会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。”,对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。 汤川秀树,4.2探究电磁感应的产生条件,教学目标,（一）知识与技能 1知道产生感应电流的条件。 2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 （二）过程与方法 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 （三）情感、态度与价值观 渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。,教学重点 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 教学难点 感应电流的产生条件。

10、 教学方法 实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 教 具 条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，,探究电磁感应的产生条件,一、复习 磁通量,二、回顾法拉第电磁感应实验,三、电磁感应的产生条件？,实验现象1,实验现象2,当闭合回路中磁通量变化时，电路中就有了电流,实验现象3,四、磁通量是否变化的讨论,只要穿过闭合电路中磁通量变化时，闭合电路中就一定有感应电流,复习-磁通量,如图，在匀强磁场B中，平面S与磁场垂直。 定义：B 与 S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。（简称磁通） 磁通量用表示。, = B S,单位: 韦伯, 韦,Wb,1W

11、b = 1T1m2,磁通量的形象理解,B越大，磁感线越密， 磁通量越大。,磁感线越密，通过面S的磁感线条数越多。,磁通量大小-通过面S的磁感线条数的多少。,（在非匀强磁场中，此结论也成立）,函数与有关,平面与磁场不垂直时的磁通量,投影,通过面S的磁通量，即通过投影的磁通量。, = BS投影,= B S cos,1831年, 法拉第的成功实验,实验现象1：,结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中 做切割磁感线的运动时，电路中就 有了电流。,实验2：,1、当磁铁与线圈相对 静止时， 线圈中无电流。,2、当磁铁插入线圈，或从线圈中拔出时， 线圈中有电流。,结论：当磁铁插入（拔出）线圈时，线圈 中的导体

12、切割磁感线，线圈回路中 有电流。,当闭合回路中磁通量变化时，电路中就有了电流,课本 P6图4,实验现象3：,1、开关闭合时,2、开关闭合以后,3、开关闭合后，移动变阻器的滑动头,当闭合回路中磁通量变化时，电路中就有了电流,电路B中有电流,电路B中无电流,电路B中有电流。,问题讨论 磁通量是否变化？如何变化？,磁通量小,磁通量大,当电流变大（小）时,A,要使电流计G发生偏转可采用的方法是: A、K闭合或断开的瞬间 B、K闭合，P上下滑动 C、在A中插入铁芯 D、在B中插入铁芯,1、从图示位置开始，转动900，磁通量变化多少？,2、从图示位置开始，转动1800，磁通量变化多少？,4.3法拉第电磁感

13、应定律,教 学目标,（一）知识与技能 1知道什么叫感应电动势。 2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别、。 3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4知道E=BLvsin如何推得。 5会用法拉第电磁感应定律解决问题。 （二）过程与方法 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。,（三）情感、态度与价值观 1从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。 2了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。 教学重点 法拉第电磁感应定律。 教学难点 平均电动势与瞬时电动势区

14、别。 教学用具 演示法、归纳法、类比法 多媒体电脑、投影仪、投影片。,复习,1、下列关于产生感应电流的说法,正确的是( ) A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B、只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流,D,复习,2、下列关于磁通量的说法,不正确的是( ) A、将一线框放置在非匀强磁场中不同位置处，磁场越强处线框的磁通量就越大 B、穿过某平面的磁通量为零，则该平面所在处磁场的磁感应强度不一定为零 C、磁通量变化越多

15、，磁通量就变化越快 D、磁通量越大，磁通量变化率可能越小,A C,1822年他在日記中寫下了自己的思想：“磁能轉化成電”他在這方面進行了系統的研究經過歷時十年的失敗、再試驗，直到1831年8月29日才取得成功他接連又做了幾十個這類實驗1831年11月24日的論文中，他把产生感應電流的情況概括成五類：變化著的電流；變化著的磁場；運動的恒定電流；運動的磁場；在磁場中運動的導體他指出：感應電流與原電流的變化有關，而不是與原電流本身有關他將這一現象與導體上的靜電感應類比，把它取名为“電磁感應” 为了解釋電磁感應現象，法拉第研究了各种感应现象，最终将感應電流的产生歸因於導體“切割磁力線” 在電磁感應現象

16、發現二十年後，直到1851年才得出了電磁感應定律,邁克爾法拉第 (Michael Faraday,17911867),探究活动,动画演示1,在螺线圈中插入条形磁铁,观察实验现象,问题1,根据电路知识可知：若要使电路中有电流，则电路中必须有电源。而在电磁感应时,电路中也有感应电流,那么此电路中是否也存在电动势（电源）呢？,在电磁感应过程中也伴随有能量的转化（其他形式能转化为电能）,电磁感应过程中也必定有电动势存在,电源电动势就是反映电源将其他形式能转化为电能的本领的物理量,一、感应电动势：,电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,问题2,在上述电磁感应实验

17、中，以不同的速度插入条形磁铁,为什么电流表指针偏转角度大小不同?,由闭合电路欧姆定律可知，,电流的大小与回路电阻R；电动势E有关。若闭合电路保持不变，电流I就与电动势E成正比,综上分析可知： 回路中产生了大小不同的感应电动势，因而具有不同的感应电流。,问题3 感应电动势大小与什么因素有关？,大胆猜想：,切割速度,磁通量大小,磁通量的改变量,磁通量的变化率,可能的影响因素,问题4 你能否运用实验来定性验证你的猜想？,分组实验演示并观察现象,实验方案一,将同一条形磁铁以不同的速度插入螺线圈，看电流计指针偏转幅度,实验方案二,以不同强度的磁铁以相同速度插入同一螺线圈，看电流计指针偏转幅度,注意: 插

18、入磁铁时,要保持磁铁的始、末位置一定,注意: 插入磁铁时,要保持磁铁运动的位移一定,实验现象：,1）插入速度越快，指针偏转的角度越大,2）插入的磁铁越强，指针偏转的角度越大,现象分析：,插入磁铁的过程，螺线圈中的始、末位置的磁通量均为定值，即一定。而插入的速度不同，使这一变化过程所需的时间不同(V大,t短)，即线圈内磁通量变化的快慢不同。,插入磁铁的过程中,螺线圈中的始、末位置虽未变,速度也相同,但由于磁场强弱不同, 使并不相等(B大, 大),使在相同的时间内在线圈内磁通量变化的快慢也不同。,一、感应电动势： 电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,二、法拉第电磁感应定律,内容：电路中的感应电

19、动势的大小，跟穿 过这一电路的磁通量的变化率成正比。,数学表达式：,当E单位取V，单位取Wb， t单位取s时，K值等于1，所以法拉第感应定律可表示为,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,一、感应电动势： 电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,二、法拉第电磁感应定律,内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿 过这一电路的磁通量的变化率成正比。,数学表达式：,三、感应定律的理解与加深：,你能否证明: 1Wb/s=1V?,对于N匝线圈而言，可看作是由N个单匝线圈串联而成的。每匝线圈中的磁通量总是相同的，所以整个线圈的感应电动势是单匝线圈的N倍。即,讨论一： 若线圈是多匝的，其感应电动势如何计算？,

20、讨论二：,如果一回路面积S一定，而垂直穿过该回路的磁场磁感应强度随时间均匀增加（B=kt），此时回路中产生的感应电动势如何计算？,=KS （V）,讨论三：,如图所示，把矩形线框垂直放置在匀强磁场B中，导轨间距为L，一根直导体棒以速度v沿导轨匀速向右滑动，此时回路中产生的感应电动势E=？,=,讨论四：,对于感应电动势的计算，我们现已有了 和 两个公式，那么，这两个公式完全相同吗？有何区别？,公式 中，对应着一个变化过程，不能反映某一时刻的变化，所以 计算的是该变化过程的感应电动势的平均值。 而公式E=BLv，虽由之推导而来，但它却可以反映回路在某一瞬间的感应电动势的瞬时值。,课堂小结:,这节课我

21、们学习了: 感应电动势的概念与决定因素- 法拉第电磁感应定律- 感应电动势的两个计算公式: 平均感应电动势: 瞬时感应电动势:E=BLv,课堂巩固反馈,1 在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为0.1m2的圆环。在0.2s内磁场的磁感应强度由0增大到0.3特，求圆环中的平均感应电动势。,课堂巩固反馈,2 如下图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度l=0.50m,接有电阻R=0.20,磁感应强度B=0.40T,方向如图所示.今有一导体棒ab横放在框架上,并能无摩擦的沿框滑动,其他部分电阻均不计,当ab以v=4t m/s的速度向右匀加速滑动时,试求: 1)导体棒ab在5s内产生 的

22、感应电动势的大小 2)导体棒ab在5s末产生 的感应电动势的大小,作业布置:选修3-2 P13-14 2、3、6题。,同学们，再见！,4.4楞次定律,教 学 目 标,（一）知识与技能 1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。 2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。 （二）过程与方法 1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。 2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。,（三）情感、态度与价

23、值观 在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 教学重点 1楞次定律的获得及理解。 2应用楞次定律判断感应电流的方向。 3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 教学难点 楞次定律的理解及实际应用。 教学方法 发现法，讲练结合法 教学用具 干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。,判断以下情况中，线圈中有无感应电流？,A,B,C,磁铁向下插入线圈中,磁铁在线圈中不动,磁铁向上从线圈中抽出,有,有,无,产生感应电流的条件：,穿过闭合线圈的磁

24、通量发生变化时，线圈中就有感应电流产生。,？,如何判断,感应电流的方向,1。观察磁铁向下插入线圈时，线圈中感应电流的方向 2。观察磁铁向上拔出线圈时，线圈中感应电流的方向 3。分析感应电流方向与线圈中磁通量的变化有无关系？,实验,查明电流表的电流方向与指针偏转的关系,实验前,填写表格,B,磁铁向下进入线圈，穿过线圈的磁通量,感应电流产生的磁感应强度方向与原来的方向,增大,相反,分析实验现象,B,磁铁向上离开线圈，穿过线圈的磁通量,感应电流产生的磁感应强度方向与原来的方向,减小,相同,1。观察磁铁向下插入线圈时，线圈中感应电流的方向 2。观察磁铁向上拔出线圈时，线圈中感应电流的方向 3。分析感应

25、电流方向与线圈中磁通量的变化有无关系？,将S极插入线圈 重复实验,B,感应电流产生的磁感应强度方向与原来的方向,磁铁向下进入线圈，穿过线圈的磁通量,增大,相反,B,磁铁向上离开线圈，穿过线圈的磁通量,感应电流产生的磁感应强度方向与原来的方向,减小,相同,楞次定律,感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的 ，这就是楞次定律。,阻碍,变化,猜想,1。猜想电键合上瞬间，线圈中感应电流的方向 2。猜想电键断开瞬间，线圈中感应电流的方向 3。通过实验，验证你的判断是否正确？,电键合上瞬间，穿过线圈的磁通量,增加,感应电流产生的磁感应强度的方向与原来的方向,相反,用安培定则可

26、判断感应电流的,方向,电键断开瞬间，穿过线圈的磁通量,减小,感应电流产生的磁感应强度的方向与原来的方向,相同,用安培定则可判断感应电流的,方向,用楞次定律 判断感应电流 方向,B,I,反向,例电键合上瞬间判断感应电流的方向,B,I,同向,例电键断开瞬间判断感应电流的方向,（）关于楞次定律的表达，下列叙述中，正确的是： A.感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量 B.感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的 变化 C.感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场相反 D.感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场相同,答,B,思考题,I,思考题,4.5感生电动势和动生电动势,教 学 目 标,（一）知识与技能 1知

27、道感生电场。 2知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 （二）过程与方法 通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。 （三）情感、态度与价值观 通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。 教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。 教学方法：讨论法，讲练结合法 教学用具：多媒体课件,导体切割磁感线,电键闭合，改变滑动片的位置,磁场变化引起的电动势,回顾电荷在外电路和内电路中的运动。,电源电动势的作用是某种 非静电力对自由电荷的作用。,化学作用就是我们所说的非静电力,一、理论探究动生电动势的产

28、生,思考与讨论,1、动生电动势是怎样产生的？,2、什么力充当非静电力？,提 示,导体中的自由电荷受到 什么力的作用？,导体棒的哪端电势比较高？,非静电力与洛伦兹力有关吗？,文本呈现：,当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时，导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向D 端定向运动，使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极（低电势），C为正极（高电势）则导体CD相当一个电源。,动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。,探讨：,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量F2所做的功，通过另一个分量F1转化为感应电流的能量,洛伦兹力做功吗？,能

29、量是怎样转化的呢？,例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求： （1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？ （2）导体MN受到的外力的大小和方向？ （3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？ （4）在此过程中感应电流做功是多少？,结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热量产生。,实际应用,二、理论探究感生电动势的产生,磁场变强,电流是怎样产生的？,自由电荷为什么会运动？,使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗？,猜想：使电荷运动的力可能是 洛伦兹力、静电力、或者是其它力,英麦克斯韦认为，,磁场

30、变化时会在周围空间激发一种电场-感生电场,闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动,产生感应电流（感生电动势）,感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。,感生电场的方向类似感应电流方向的判定-安培定则,实际应用,电子感应加速器,穿过真空室内磁场的方向,由图知电子沿什么方向运动,要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何,由感生电场引起的磁场方向如何,竖直向上,逆时针,顺时针,向下,原磁场在增强，即电流在增大。,动生电动势和感生电动势,1、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势. 2、感生电场:由变化的磁场激发的电场. 3、感生电动势:由感生电场产生的感应电动势称 为感生电动势.,感应

31、电动势：,感生电动势,动生电动势,课堂总结,4.6互感和自感,教 学 目 标,（一）知识与技能 1知道什么是互感现象和自感现象。 2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。 3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。 4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。 （二）过程与方法 1通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。 2通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。,（三）情感、态度与价值观 自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩

32、证唯物主义观点 教学重点 1自感现象。 2自感系数。 教学难点 分析自感现象。 教学方法 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教学用具 自感现象示教板，多媒体课件,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？,1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间.,一、互感现象,3、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

33、广泛的应用。,1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。,二、自感现象,2、自感现象中产生的电动势 -叫自感电动势。 自感电动势的作用： 阻碍导体中原来的电流变化。 注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。,演示实验1,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？,演示实验1,灯泡A2立刻正常发光， 跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。,电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产

34、生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。,现象,分析,演示实验2,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？,S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。,现象,课本P23,自感电动势,磁通量变化率,正比关系,电流变化率,正比关系,正比关系,对同一线圈:,电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快,线圈中产生的自感电动势就大.,电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢,线圈中产生的自感电动势就小.,对不同线圈:,电流变化快慢一样,自感电动势不同,1、自感系数 L -简称自感或电感,三、自感系数,2、 自感系数 L 反映线圈 自身的性质.,（1）决定线

35、圈自感系数的因素：,（2）自感系数的单位： 亨利 简称 亨 符号是 H 常用单位： 毫亨（m H） 微亨（H）,实验表明，线圈越长，越粗，匝数越多，自感系数越大。 另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。,三、自感系数,问题：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。,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。,四、磁场的能量,阅读教材 最后一段P24，回答问题： 1、线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解？ 2、电的“惯性”大小与什么有关？,当线

36、圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值 或不能立即减小为零,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数,五、自感现象的应用与防止：,1、安全开关问题,电弧放电，烧坏开关，危及人身安全,2、精密电阻,磁通量 恒=0,1、演示自感的实验电路图如图所示，L是电感线圈，A1、A2是相同的灯泡，R阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮，最后达到同样亮。,A2,A1,A2 A1,2、右图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。,3、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是,A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后灭 B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后灭 C. 接通时D1先达最亮，断开