山東省威海二中高中物理 互感自感導(dǎo)學(xué)案 教科版選修3-2

1、第六節(jié) 互感和自感【課標(biāo)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解互感和自感現(xiàn)象，以及對(duì)它們的利用和防止。2能夠通過(guò)電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律分析通電、斷電時(shí)自感現(xiàn)象的成因，以及磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。3.能記住自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式子，能說(shuō)出自感系數(shù)的物理意義。4.認(rèn)識(shí)互感和自感是電磁感應(yīng)的特例。5.能說(shuō)出渦流是怎么產(chǎn)生的，以及渦流現(xiàn)象的利用和危害。6.能說(shuō)出電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象。【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1自感現(xiàn)象 2自感系數(shù) 3 分析自感現(xiàn)象。【課程導(dǎo)學(xué)】一、課前預(yù)習(xí)（一）閱讀第六節(jié)完成下列填空：1自感現(xiàn)象是指 而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象2自感電

2、動(dòng)勢(shì)的方向：自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙流過(guò)導(dǎo)體電流的變化，當(dāng)電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向 ；當(dāng)電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向 。3自感電動(dòng)勢(shì)的大小與通過(guò)導(dǎo)體的電流的 成正比。（二）閱讀第七節(jié)完成下列填空： 1當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于_,附近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。實(shí)際上，這個(gè)線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，看起來(lái)就像水中的漩渦，所以叫它_,簡(jiǎn)稱_2像其他電流一樣，金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生_, 金屬的電阻率小，則渦流_, 產(chǎn)生的_很多。 3當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到 ，安培力總是 導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為 4.如果磁場(chǎng)相對(duì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，在導(dǎo)

3、體中會(huì)產(chǎn)生 ，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到 ，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種作用常常稱為 。二、課堂導(dǎo)學(xué)1、互感現(xiàn)象思考：在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒(méi)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過(guò)的知識(shí)加以分析說(shuō)明?；ジ校?互感電動(dòng)勢(shì)： 利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)舉例說(shuō)明。 2、自感現(xiàn)象思考：當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？你能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察一下自感現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)1通電自感現(xiàn)象。電路圖（如圖所示），A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R，使A1

4、、A2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？（實(shí)驗(yàn)反復(fù)幾次） 思考：為什么A1比A2亮得晚一些？ 實(shí)驗(yàn)2斷電自感。電路圖（如圖所示）接通電路，待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開(kāi)電路，觀察到什么現(xiàn)象？ 思考：為什么A燈不立刻熄滅？ 總結(jié)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論自感現(xiàn)象: 自感電動(dòng)勢(shì): 自感現(xiàn)象有其有利的一面，也有其有害的一面。請(qǐng)同學(xué)們課下查閱資料，舉出自感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有哪些應(yīng)用，又有哪些需要避免的實(shí)例。3自感系數(shù)自感電動(dòng)勢(shì)的大小決定于哪些因素呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容。然后用自己的語(yǔ)言加以概括，并回答有關(guān)問(wèn)題。自感電動(dòng)勢(shì)的大小決定于哪些因素？說(shuō)出自感電

5、動(dòng)勢(shì)的大小的計(jì)算公式。 電流的變化率是什么？學(xué)生：與磁通量的變化率相似，電流的變化率反映電流變化的快慢，其值等于電流的變化與所用時(shí)間的比值。什么叫自感系數(shù)呢？ 線圈的自感系數(shù)與哪些因素有關(guān)？ 自感系數(shù)的單位是什么？寫出單位換算關(guān)系 4磁場(chǎng)的能量在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。教材最后一段說(shuō)，線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”，應(yīng)該怎樣理解？電的“慣性”大小與什么有關(guān)？ 三、課堂鞏固 典型例題 自感現(xiàn)象的分析與判斷例1、 如右圖所示電路中, D1和D2是兩個(gè)相同的小燈泡, L是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈, 其電阻與R相同, 由于存在自感

6、現(xiàn)象, 在開(kāi)關(guān)S接通和斷開(kāi)瞬間, D1和D2發(fā)亮的順序是怎樣的？分析：開(kāi)關(guān)接通時(shí)，由于線圈的自感作用，流過(guò)線圈的電流為零，D2與R并聯(lián)再與D1串聯(lián)，所以兩燈同時(shí)亮；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，D2立即熄滅，由于線圈的自感作用，流過(guò)線圈的電流不能突變，線圈與等D1組成閉合回路，D1滯后一段時(shí)間滅。例2 如右圖所示的電路（a）、（b）中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光 A在電路（a）中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗B在電路（a）中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路（b）中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗D在電路（b）中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗分析：在（b）圖中，由于線圈

7、的電阻很小，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)線圈的電流比流過(guò)燈的電流大，S斷開(kāi)時(shí)，燈更亮一下再熄滅；在（a）圖中，由于燈與線圈串聯(lián)，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)燈和線圈的電流相等，S斷開(kāi)時(shí)，流過(guò)線圈的電流逐漸減小，燈漸漸變暗。所以，AD正確。 針對(duì)訓(xùn)練1右圖所示為一演示實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一個(gè)燈泡，電鍵S處于閉合狀態(tài)，電路是接通的現(xiàn)將電鍵S打開(kāi)，則在電路切斷的瞬間，通過(guò)燈泡A的電流方向是從_端到_端這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)演示_現(xiàn)象的2右圖所示是演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖， L是電感線圈， A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，R的阻 值與L的電阻值相同當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到合上時(shí)，觀察到自感現(xiàn)象是_，最后達(dá)到同樣亮 3如右圖所示，兩燈A1、

8、A2完全相同，電感線圈與負(fù)載電阻及電燈電阻均為R當(dāng)電鍵S閉合的瞬間，較亮的燈是_；電鍵S斷開(kāi)的瞬間，看到的現(xiàn)象是_ 4如右圖所示，A1、A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說(shuō)法中正確的是：A開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，A2燈先亮、A1燈逐漸亮，最后A1A2一樣亮 B開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，A1、A2兩燈始終一樣亮C斷開(kāi)S的瞬間，流過(guò)A2的電流方向與斷開(kāi)S前電流方向相反D斷開(kāi)S的瞬間，流過(guò)A1的電流方向與斷開(kāi)S前電流方向相反四、課后練習(xí)1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是 （ ）A自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動(dòng)勢(shì)

9、的大小與穿過(guò)線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大2關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說(shuō)法正確的是 （ ）A線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)一定越大B線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定3磁通量的單位是_，磁感強(qiáng)度的單位是_，自感系數(shù)的單位是_。4如圖所示，L為一個(gè)自感系數(shù)大的自感線圈，開(kāi)關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開(kāi)關(guān)和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是 （ ）A小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅B小燈立即亮，小燈立即熄滅C小燈逐漸變亮，小燈比原來(lái)更亮一下再慢慢熄滅D小燈立即亮，小燈比原來(lái)更亮一下

10、再慢慢熄滅5如圖所示是一演示實(shí)驗(yàn)的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，電路是接通的。現(xiàn)將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)燈泡A的電流方向是從_端經(jīng)燈泡到_端.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)演示_現(xiàn)象的。6如圖所示的電路中，燈泡A1、A2的規(guī)格完全相同，自感線圈L的電阻可以忽略，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A當(dāng)接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B當(dāng)接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C當(dāng)斷開(kāi)電路時(shí)，A1和A2都過(guò)一會(huì)兒熄滅D當(dāng)斷開(kāi)電路時(shí)，A2立即熄滅，A1過(guò)一會(huì)兒熄滅7如圖所示電路中，A1、A2是兩只相同的電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是 （ ）A開(kāi)關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)B開(kāi)關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)C開(kāi)關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)D開(kāi)關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，電流表A1數(shù)等于A2的讀數(shù) 8如圖所示，L是電感足夠大的線圈，其直流電阻可忽略不計(jì)，D1和D2是兩