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山东省威海二中高中物理 互感自感导学案 教科版选修32

【课标】
通过实验,了解自感现象和涡流现象。

举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。

【学习目标】
1.通过实验,了解互感和自感现象,以及对它们的利用和防止。

2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因,以及磁场的能量转化问
题。

3.能记住自感电动势的计算式子t
∆∆=I L E ,能说出自感系数的物理意义。

4.认识互感和自感是电磁感应的特例。

5.能说出涡流是怎么产生的,以及涡流现象的利用和危害。

6.能说出电磁阻尼和电磁驱动现象。

【重点难点】 1.自感现象 2.自感系数 3. 分析自感现象。

【课程导学】
一、课前预习
(一)阅读第六节完成下列填空:
1.自感现象是指 而产生的电磁感应现象
2.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍流过导体电流的变化,当电流增大时,自
感电动势的方向与原来电流的方向 ;当电流减小时,自感电动势的方向与原
来电流的方向 。

3.自感电动势的大小与通过导体的电流的 成正比。

(二)阅读第七节完成下列填空:
1.当线圈中的电流随时间变化时,由于___________,附近的另一个线圈中会产生感应
电流。

实际上,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,看起来就像水中的漩
涡,所以叫它___________,简称________
2.像其他电流一样,金属块中的涡流也要产生______, 金属的电阻率小,则涡流______,
产生的________很多。

3.当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到 ,安培力总是 导体的
运动,这种现象称为
4.如果磁场相对导体运动起来,在导体中会产生 ,感应电流使导体受
到 ,安培力使导体运动起来,这种作用常常称为 。

二、课堂导学
1、互感现象
思考: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?请同学们用学过的知识加以分析说明。

互感:
互感电动势:
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
电子技术中有广泛的应用。

请举例说明。

2、自感现象 思考:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?你能否设计一个实验来观察一下自感现象? [实验1]通电自感现象。

电路图(如图所示),A 1、A 2是规格完全一样的灯泡。

闭合电键S ,
调节变阻器R ,使A 1、A 2亮度相同,再调节R 1,使两灯正常发光,
然后断开开关S 。

重新闭合S ,观察到什么现象?(实验反复几
次)
思考:为什么A 1比A 2亮得晚一些?
[实验2]断电自感。

电路图(如图所示)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?
思考:为什么A 灯不立刻熄灭?
总结上述两个实验得出结论
自感现象:
自感电动势:
自感现象有其有利的一面,也有其有害的一面。

请同学们课下查阅资料,举出自感现象在
电工技术和电子技术中有哪些应用,又有哪些需要避免的实例。

3.自感系数
自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。

然后用自己的语言加以概
括,并回答有关问题。

自感电动势的大小决定于哪些因素?说出自感电动势的大小的计算公式。

电流的变化率是什么?
学生:与磁通量的变化率t
∆∆Φ相似,电流的变化率反映电流变化的快慢,其值等于电流的变化与所用时间的比值。

什么叫自感系数呢?
线圈的自感系数与哪些因素有关?
自感系数的单位是什么?写出单位换算关系
4.磁场的能量
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。

教材最后一段说,线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?电的“惯性”大小与什么有关?
三、课堂巩固
[典型例题] 自感现象的分析与判断
例1、如右图所示电路中, D1和D2是两个相同的小灯泡, L
是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与R相同, 由
于存在自感现象, 在开关S接通和断开瞬间, D1和D2
发亮的顺序是怎样的?
分析:开关接通时,由于线圈的自感作用,流过线圈的电流为零,D2与R并联再与D1串联,所以两灯同时亮;开关断开时,D2立即熄灭,由于线圈的自感作用,流过线圈的电流不能突变,线圈与等D1组成闭合回路,D1滞后一段时间灭。

例2 如右图所示的电路(a)、(b)中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光.
A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
分析:在(b)图中,由于线圈的电阻很小,稳定时流过线圈的电流比流过灯的电流大,S断开时,灯更亮一下再熄灭;在(a)图中,由于灯与线圈串联,稳定时流过灯和线圈的电流相等,S断开时,流过线圈的电流逐渐减小,灯渐渐变暗。

所以,AD正确。

[针对训练]
1.右图所示为一演示实验电路图,图中L
是一带铁芯的线圈,A是一个灯泡,电键S
处于闭合状态,电路是接通的.现将电键S
打开,则在电路切断的瞬间,通过灯泡A
的电流方向是从____端到____端.这个实
验是用来演示____现象的.
2.右图所示是演示自感现象的实验电路图, L是电感线圈, A1、
A2是规格相同的灯泡,R的阻
值与L的电阻值相同.当开关由断开到合上时,观察到自感现象是____,
最后达到同样亮.
3.如右图所示,两灯A1、A2完全相同,电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为R.当电键S闭合的瞬间,较亮的灯是____;电键S断开的瞬间,看到的现象是____.
4.如右图所示,A1、A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是:
A.开关S接通时,A2灯先亮、A1灯逐渐亮,最后A1A2一样亮
B.开关S接通时,A1、A2两灯始终一样亮
C.断开S的瞬间,流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反
D.断开S的瞬间,流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反
四、课后练习
1.下列关于自感现象的说法中,正确的是()
A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是()
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3.磁通量的单位是_____,磁感强度的单位是_____,自感系数的单位是_____。

4.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是()
A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭
B.小灯立即亮,小灯立即熄灭
C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
5.如图所示是一演示实验的电路图。

图中L是一带铁芯的线圈,
A是一灯泡。

起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。

现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。

6.如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是()
A.当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.当接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭
D.当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
7.如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线圈L的
直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是()
A.开关S接通的瞬间,电流表A 1的读数大于A2的读数
B.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数
C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大
于A2的读数
D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1数等于
A2的读数
8.如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则()
A.电键S闭合时,灯泡D1、D2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,
D2更亮
B.电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2逐渐变亮,最后一样亮
C.电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭
D.电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭
课堂反馈__________________________________________________________________
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