《互感和自感 》 学案导学.docVIP

第六节 互感和自感 学案 【学习目标】 1．知道互感现象和互感电动势。 2．知道自感现象和自感电动势，知道自感系数及其影响因素。 3．会利用自感现象和互感现象解释相关问题 【学习重点】自感现象产生的原因及特点。 【学习难点】运用自感知识解决实际问题。 【学习方法】讨论法、探究法、实验法 【学习用具】 变压器原理说明器(用400匝线圈)、“3.8V、0.3A”灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关，日光灯组件， 【学习过程】 一、复习旧课，引入新课 1．引起电磁感应现象最重要的条件是什么？ 2．楞次定律的内容是什么？ 二、新课学习 问题：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？ （一）互感现象 两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做 ，这种感应电动势叫做 。 利用互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈。 应用：变压器、延时继电器等。 防止：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，这时要设法 电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的 现象。 (二)、自感现象 实验1：断电自感现象。学生几人一组作实验 1．实验电路如图所示。接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。 问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？ 问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的？ 实验2：将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述实验，观察现象。 问3：线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢？ 2．分析现象，建立概念 （1）讨论：相互讨论。运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。 （2）问：这个实验中，线圈也发生了电磁感应。那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢？ 问1：开关接通时，线圈中有没有电流？ 问2：有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场？根据是什么？ 问3：既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗？ 问4：所以，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗？如何变化？ 问5：穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象？ （3）讨论小结 （4） 建立概念：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体 的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为 。 自感现象：由于 发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势：在 现象中产生的感应电动势。 课堂练习：在实验中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键 断开前后 通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图； 实验3：演示通电自感现象。实验电路如图。 （1）开关接通时，会观察到什么现象？ （2）为什么会出现这种现象呢？ （3）为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？ 3．综合因素，讲解规律 在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是 导体中原来电流的 。 ① 如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。 ② 如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。 课堂练习：实验中，当电键闭合后，通过灯泡1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡2的电流随时间变化的图像为 图。 A B C D 4．自感现象的应用与防止 （三）自感系数 问：感应电动势的大小跟什么因素有关？ 自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中 。 理论分析表明：E= 。 L称为线圈的自感系数，简称自感或 。自感表示线圈产生 本领大小的物理量。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。 单位：亨利（H） 1H= mH= μH （四）磁场中的能量 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 。 【课堂练习】 自感现象的分析与判断 【例1】如图所示，电路甲、乙中，电