第6節(jié)：互感和自感學(xué)案.doc

1、第六節(jié)互感和自感學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）、知道互感現(xiàn)象和互感電動(dòng)勢。（2）、知道自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢。（3）、知道自感系數(shù)。（4）、了解日光燈的工作原理（5）、會靈活運(yùn)用公式求感生電動(dòng)勢（6）、會利用自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象解釋相關(guān)問題【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】 運(yùn)用自感知識解決實(shí)際問題?！緦W(xué)習(xí)方法】 討論法、探究法、實(shí)驗(yàn)法【學(xué)習(xí)用具】變壓器原理說明器（用400匝線圈）、3.8V0.3A燈泡兩只、滑動(dòng)變阻器、電源 （3V）、導(dǎo) 線、開關(guān)，日光燈組件，【學(xué)習(xí)過程】一、復(fù)習(xí)舊課，引入新課1、引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象最重要的條件是什么？2、楞次定律的內(nèi)容是什么？二、新課學(xué)習(xí)問題：在法拉第的

2、實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí), 在另一個(gè)線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢呢？（一）互感現(xiàn)象兩個(gè)線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這種現(xiàn)象叫做 ，這種感應(yīng)電動(dòng)勢叫做 利用互感現(xiàn)象可以把由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。如下圖所示。在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會影響電路的正常工作，這時(shí)要設(shè)法 電路間的互感現(xiàn)象。例如在電路板的刻制時(shí)就要設(shè)法減小電路間的 現(xiàn)象。（二）、自感現(xiàn)象1、動(dòng)手做一做實(shí)驗(yàn)1:斷電自感現(xiàn)象。學(xué)生幾人一組作實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。接通電路，燈泡正常發(fā)光后，迅

3、速斷開開關(guān)，可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。問1：燈泡閃亮一下，說明了什么問題?問 2 ：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的。實(shí)驗(yàn) 2：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實(shí)驗(yàn)，這時(shí)燈泡不再閃亮。問 3 ：線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的呢？2、分析現(xiàn)象，建立概念 討論： 相互討論。 出示實(shí)驗(yàn)電路圖， 運(yùn)用已學(xué)過的電磁感應(yīng)的知識來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，線圈也發(fā)生了電磁感應(yīng)。那么是什么原因引起線圈發(fā)生電磁感應(yīng)呢？問 1 ：開關(guān)接通時(shí)，線圈中有沒有電流？問 2 ：有電流通過線圈時(shí)，線圈會不會產(chǎn)生磁場？根據(jù)是什么？問 3 ：既然線圈產(chǎn)生了磁場，那么就有磁感線穿過線圈，線穿過線

4、圈的磁胎量就不等于0。開關(guān)斷開后，線圈中還有磁通量嗎？問 4 ：所以，在開關(guān)斷開這一過程中，穿過線圈的磁通量變了嗎？如何變化？問 5 ：穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 討論小結(jié)： 建立概念：上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)生電磁感應(yīng)的原因是由于通過導(dǎo)體的電流發(fā)生變化而引起磁通量變化。這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象：由于發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。自感電動(dòng)勢：在現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。練習(xí)：在實(shí)驗(yàn)中，若線圈 L的電阻R.與燈泡A的電阻FA相等，則電鍵 斷開前后通過線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖；若FL遠(yuǎn)小于FA則電鍵 斷開前后通過線圈的

5、電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖，通過燈泡的電流圖像為 圖。答案：A； C; B; D3、演示實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化概念實(shí)驗(yàn)3:演示通電自感現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)電路如圖。開關(guān)接通時(shí)，可以看到，燈泡 2立即正常發(fā)光，而燈泡 1是逐漸亮起來的。問：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?問：為什么自感電動(dòng)勢不是使燈泡1突然變得很亮，而是使它慢慢變亮呢?4、綜合因素，講解規(guī)律在自感現(xiàn)象中，自感電動(dòng)勢的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生了變化而引起的，而自感電動(dòng)勢卻總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化的。特點(diǎn)：自感電動(dòng)勢總是 導(dǎo)體中原來電流的 的。具體而言： 如果導(dǎo)體中原來的電流是增大的，自感電動(dòng)勢就要阻礙原來電流的增大。I原f,則自（I自）與I原相反 如果

6、導(dǎo)體中原來的電流是減小的，自感電動(dòng)勢就要阻礙原來電流的減小。I 原J,貝U自（1自）與I原相同 5、分析實(shí)驗(yàn)，深化理解實(shí)驗(yàn)1稱為斷電自感現(xiàn)象， 實(shí)驗(yàn)2稱為通電自感現(xiàn)象。 那么，在實(shí)驗(yàn)1中電路接通的瞬間，線圈是否發(fā)生自感？在實(shí)驗(yàn) 2中，把開關(guān)斷開時(shí)，線圈是否發(fā)生自感現(xiàn)象呢？實(shí)驗(yàn)2中，如果以很快的頻率反復(fù)打開、閉合開關(guān)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?實(shí)驗(yàn)1中開關(guān)斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了，燈還閃亮一下。這些能量是哪里來的呢？是憑空產(chǎn)生了能量嗎？練習(xí)：實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡1的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖；通過燈泡2的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖。t答案：C; A （二）、自感系數(shù)問：感應(yīng)電動(dòng)勢的大

7、小跟什么因素有關(guān)?自感電動(dòng)勢的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感現(xiàn)象中， 穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動(dòng)勢的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān)。（閱讀教材）理論分析表明：E= 。L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或 。自感表示線圈產(chǎn)生 本領(lǐng)大小的物理量。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。單位：亨利（H）1H= mH= 口 H（三）、自感現(xiàn)象的應(yīng)用一一日光燈的原理日光燈就是利用自感現(xiàn)象的例子。燈管的兩端各有一個(gè)燈絲， 燈管內(nèi)充有微量的氬和稀薄的天然汞蒸汽， 燈管內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)。當(dāng)燈管內(nèi)的氣體被擊穿而導(dǎo)電時(shí)， 燈管兩端的燈絲就會釋放出大量

8、的電子，這些電子與汞原子碰撞而放出紫外線，涂在燈管內(nèi)的熒光物質(zhì)在紫外線的照射下發(fā)出可見光，根據(jù)不同的需要充以不同的氣體，并在管的內(nèi)壁上涂上不同的熒光物質(zhì)，就可制造出不同顏色的日光燈了。日光燈的電路圖如下圖所示:其中：啟動(dòng)器的作用是當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)電源把電壓加在啟動(dòng)器兩極間，使氖氣放電發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使 U形觸片膨脹伸長接觸靜片而電路導(dǎo)通，于是鎮(zhèn)流器中的線圈和燈管中的燈絲就有電流通過，電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，電路斷開，鎮(zhèn)流器線圈因自感產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓，這個(gè)高壓加上電源兩端的電壓一起加在燈管的兩端，使水銀蒸汽開始放電導(dǎo)通，使日光燈發(fā)光。在啟動(dòng)器兩觸片間還并聯(lián)了一個(gè)

9、電容， 它的作用是在動(dòng)靜觸片分離時(shí)避免產(chǎn)生火花而燒毀，沒有電容器，啟動(dòng)器也能正常工作， 日光燈啟動(dòng)后，啟動(dòng)器就不需要了。鎮(zhèn)流器就是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈， 在日光燈點(diǎn)燃時(shí)，利用自感現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在日光燈正常發(fā)光時(shí)，利用自感現(xiàn)象起 降壓限流的作用。（四）磁場中的能量開關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)斷開時(shí)，線圈作用 相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成 ?！菊n堂練習(xí)】 例1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是：A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；B線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢較大的其自感系數(shù)一定較大；C對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢也越大;D自感電動(dòng)總是阻礙原

10、來電流變化的。解：Do例2、如圖所示，兩個(gè)電阻的阻值都是 R,多匝線圈的電阻和電源內(nèi)阻均可忽略不計(jì)。 電鍵S原來斷開，此時(shí)電路中的電流為 lo= /2R。現(xiàn)將S閉合，于是線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，此 自感電動(dòng)勢的作用是：A、使電路的電流減小，最后由Io將小到0;B有阻礙電流增大的作用，最后電流小于 Io；C有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變；D有阻礙電流增大的作用，但電流還是增大，最后等于Io。解：Do說明：要深刻理解“阻礙”的意思。阻礙并不等于“阻止”。當(dāng)原電流增大時(shí)，自感 電動(dòng)勢要阻礙電流的增大，但電流最后還是要增大的，只不過增大得慢些（如通電自感實(shí)驗(yàn)中所見）；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢要阻礙電流的減小，但電流最后還是要減小的，只 不過減小得慢些（如斷電自感實(shí)驗(yàn)中所見）。自感電動(dòng)勢的作用