人教高中物理選修32課件4.6互感和自感共32

1、第四章電磁感應(yīng),第六節(jié)互感和自感,教 學(xué) 目 標(biāo),（一）知識(shí)與技能 1知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。 2知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。 3知道自感現(xiàn)象的利與弊及對(duì)它們的利用和防止。 4能夠通過(guò)電磁感應(yīng)部分知識(shí)分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法 1通過(guò)對(duì)兩個(gè)自感實(shí)驗(yàn)的觀察和討論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析推理能力。 2通過(guò)自感現(xiàn)象的利弊學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生客觀全面認(rèn)識(shí)問(wèn)題的能力。,（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例，使學(xué)生初步形成特殊現(xiàn)象中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1

2、自感現(xiàn)象。 2自感系數(shù)。 教學(xué)難點(diǎn) 分析自感現(xiàn)象。 教學(xué)方法 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn) 教學(xué)用具 自感現(xiàn)象示教板，多媒體課件,法拉第和他的實(shí)驗(yàn)線圈,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？,收音機(jī)的接收信號(hào)：,一、互感現(xiàn)象,1、 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。 2、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，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。,3、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之

3、間,且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要設(shè)法減小電路間的互感。,實(shí)驗(yàn)一：,2、再調(diào)節(jié)變阻器R1使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光。,3、然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。,1、先合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R的電阻，使同樣規(guī)格的兩個(gè)燈泡A1和A2的明亮程度相同。,觀察： 重新接通電路時(shí)，兩個(gè)燈泡亮度變化情況。,燈泡A2立刻正常發(fā)光，跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來(lái)。,現(xiàn)象：,解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過(guò)線圈L的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大，所以通過(guò)A1的電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來(lái)

4、。,問(wèn)題：與線圈相連的燈泡為什么要過(guò)一會(huì)才亮？,反饋訓(xùn)練 1、實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖；通過(guò)燈泡A2的電流隨時(shí)間變化的圖像為 圖。,A B C D,C,A,實(shí)驗(yàn)二： 1、把燈泡A和帶鐵芯 的線圈L并聯(lián)在直流電路中。 2、接通電路，待燈泡正常發(fā)光，斷開(kāi)電路。,觀察： 當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，燈泡A的亮度變化情況。,現(xiàn)象： S斷開(kāi)時(shí)，A 燈突然閃亮一下才熄滅。,解釋： 在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈的電流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅

5、。,反饋訓(xùn)練 2、在實(shí)驗(yàn)二中，若線圈L的電阻RL與燈泡A的電阻RA相等，則電鍵 斷開(kāi)前后通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖，通過(guò)燈泡的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖；,若RL遠(yuǎn)小于RA，則電鍵 斷開(kāi)前后通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間的變化圖像為 圖，通過(guò)燈泡的電流圖像為 圖。,A B C D,A,C,B,D,二、自感現(xiàn)象,1、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，叫自感現(xiàn)象。 2、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。 注意： “阻礙”不是“阻止”，電流原來(lái)怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)電流的變化起延遲作用。,慢一些,沿已有的閉合回路流動(dòng),不

6、一致,線圈插鐵芯,三、自感系數(shù),1、自感電動(dòng)勢(shì)的大?。号c電流的變化率成正比,2、自感系數(shù) L簡(jiǎn)稱自感或電感,（1）決定線圈自感系數(shù)的因素：,（2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)是 H。 常用單位：毫亨（m H） 微亨（H）,實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。,3、自感物理意義：描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的能力,插入鐵芯線圈的自感系數(shù)變大,什么情況下燈泡會(huì)閃亮一下再熄滅？,原因：,在自感系數(shù)很大的情況下，燈泡會(huì)會(huì)閃亮 一下，然后熄滅或正常發(fā)光。,當(dāng)自感系數(shù)很大時(shí)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和閉合的瞬間，自感線圈會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的很高的自感電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)

7、勢(shì)會(huì)補(bǔ)充A燈或A2燈中的電流，從而使A燈或A2燈中電流突然變大，所以要閃亮一下。,自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：,四、磁場(chǎng)的能量,問(wèn)題：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。,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能。,五、自感現(xiàn)象應(yīng)用,日光燈原理,日光燈結(jié)構(gòu)：,1、日光燈啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)瞬時(shí)高壓，正常發(fā)光時(shí)又需要一個(gè)低于220V的工作電壓。,2、自感系數(shù)較大的線圈（鎮(zhèn)流器）在斷開(kāi)時(shí)能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，可誰(shuí)來(lái)充當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)？,啟動(dòng)器,日光燈的工作原理,鎮(zhèn)流器的作用,

8、1、點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,2、工作時(shí)降壓限流,閱讀教材最后一段P24，回答問(wèn)題： 1、線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”，應(yīng)該怎樣理解？ 2、電的“慣性”大小與什么有關(guān)？,當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零,電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù),小結(jié),1、 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。 2、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，叫自感現(xiàn)象。 3、自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 （1）自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。 （2）自感電動(dòng)勢(shì)大小： 4、自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)及有無(wú)鐵心有關(guān) 5、磁場(chǎng)具有能量,課堂訓(xùn)練 1、演示自感的實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示，L是電感線圈，A1、A2是規(guī)格相同的燈泡，R的阻值與L的直流電阻值相同。當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到合上時(shí)，觀察到的自感現(xiàn)象是 比 先亮，最后達(dá)到同樣亮。,A2 A1,課堂訓(xùn)練 3、如圖所示的電路中，D1和D2是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同。在電鍵接通和斷開(kāi)時(shí)，燈泡D1和D2亮暗的順序是,A. 接通時(shí)D1先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)D1后滅 B. 接通時(shí)D2先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)D2后滅 C. 接通時(shí)D1先達(dá)最