安徽省长丰县高中物理 第四章 电磁感应 4.6 互感和自感教案 新人教版选修32
高中物理 第四章 电磁感应 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2(2021年整理)
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4.6 互感和自感过程问题情景:①发生电磁感应的条件是什么?②怎样得到这种条件,也就是让闭合回路中磁通量发生变化?③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗?如果会发生,它们有什么不同呢?(一)互感现象1、基本概念:①互感:②互感现象:③互感电动势:2、互感的理解:(1)、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗?(2)这是互感吗?小结:互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。
线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景:(互感中的能量)另一电路中能量从哪儿来的?小结:互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
3、互感的应用和防止:(二)自感现象1、问题情景:由电流的磁效应可知,线圈通电后周围就有磁场产生,电流变化,则磁场也变化,那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。
是否此时也发生了电磁感应现象呢?我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验:实验1 (演示P25实验)出示自感演示器,通电自感。
利用前面学过的电路知识及电磁感应知识,分析通电自感和断电自感的电路图,预测将会产生的实验现象,然后再通过观察实验现象验证自身的思维,并归纳总结自感现象这一规律产生的原因.提出问题:闭合S瞬间,会有什么现象呢?引导学生做预测,然后进行实验。
46互感和自感教案(人教版选修3-2).doc
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4・6互感和自感 教案 (人教版选修3-2)一、教学目标(一〉知识与技能1. 了解互感现彖和自感现彖,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、断电自感现象的成因,并能利用自感知识 解释自感现象。
知道它的单位。
4.初步了解磁场具有能量。
(二)过程与方法1. 通过理论探究和实验验证了解互感现彖。
2. 引导学生自己动手,通过通电自感和断电自感两个实验的探究活动让学生來感知自 感产生的现象。
3. 能利用自感知识解释自感现象。
(三〉情感、态度与价值观1. 通过探究活动,培养学生的观察能力和分析推理能力。
激发学生对科学的求知欲、 培养学生探索与创新意识。
2. 理解互感和自感是电磁感应现彖的特例,让学生感悟特殊现象中有它的普遍规律, 而普遍规律屮包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
二、 重点难点重点:(1)自感现彖产生的原因;(2)自感电动势的作用、大小及自感系数;(3) 对自感现象进行解释。
难点:自感电动势是个抽象的概念,它如何对电流的变化进行阻碍。
三、 教学方法本节课教学采用“引导一探究”教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立 钻研,又注重学生的合作学习,落脚于分析问题、解决问题能力的培养,充分发挥学生的主 动性。
其主要程序是:提出问题一进行分析(理论探究)一科学预测一实验探究一得出结论 一深刻理解、实际应用。
它不仅重视知识的获得,而II 更重视学生获取知识的过程及方法, 更加突出了学生的学,学生学得主动,学得积极。
学生活动约占课时的1/2,真正体现了“教 为主导,学为主体”的思想。
四、 教学媒体教师用:多媒体课件;电脑;互感变压器;发光二极管;自感现象演示电路板;学生电 源;干电池;导线若干。
学生用(2人一组):变压器(120匝、240匝组合型);灯泡2. 5V 的两只;干电池 (3V );滑线变阻器;导线等。
五、 教学流程(-)创设情境,提出问题,理论探究、引入课题情境:教师向学生展示一节干电池。
高中物理第四章电磁感应第6节互感和自感学案新人教版选修3_20316128.doc
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第6节 互感和自感1.了解互感现象及其应用.2.能够分析通电自感和断电自感现象.3.了解自感电动势的表达式E =L ΔI Δt,知道自感系数的决定因素. 4.了解自感现象中的能量转化.一、互感现象1.定义:两个相互靠近的线圈,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的现象.产生的电动势叫做互感电动势.2.应用:互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的.3.危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路正常工作.二、自感现象和自感系数1.自感现象:当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象.2.自感电动势:由于自感而产生的感应电动势.3.通电自感和断电自感E =L ΔI Δt,其中L 是自感系数,简称自感或电感,单位亨利,符号为H.常用的单位还有毫亨(mH )、微亨(μH ).5.自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关.三、磁场的能量1.自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源的能量输送给磁场,储存在磁场中.(2)线圈中电流减小时:磁场中的能量释放出来转化为电能.2.电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”.判一判(1)两线圈相距较近时,可以产生互感现象,相距较远时,不产生互感现象.()(2)只有闭合的回路才能产生互感.()(3)线圈的自感系数与电流大小无关,与电流的变化率有关.()(4)自感现象中,感应电流一定与原电流方向相反.()(5)一个线圈中的电流均匀增大,自感电动势也均匀增大.()提示:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×做一做如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是()A.恒定直流、小铁锅B.恒定直流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯提示:选 C.通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流;通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,在空间产生感生电场.铁锅是导体,感生电场在导体内产生电流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁场在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.想一想断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?试从能量的角度加以解释.提示:开关断开后,线圈中储存的能量释放出来转化为电能,故灯泡发光会持续一段时间.对互感现象的理解和应用1.互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间.2.互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路.变压器就是利用互感现象制成的.3.在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时需要设法减小电路间的互感.在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点1,现把它从1扳向2,如图所示,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是()A.先由P→Q,再由Q→PB.先由Q→P,再由P→QC.始终由Q→PD.始终由P→Q[解析] 单刀双掷开关接在点1上时,A线圈中的电流恒定不变,在铁芯中产生的磁场方向是沿铁芯自右向左.当单刀双掷开关由点1扳向点2的过程中,通过线圈A中的电流,先沿原方向减小到零,再由零增大到原电流值,所以B中产生的感应电流分两个阶段分析:(1)在A中电流沿原方向减小到零的过程中,A的磁场自右向左也跟着减弱,导致穿过线圈B的磁通量在减小.由楞次定律知,线圈B中会产生右上左下的感应电流,即流过电阻R的电流方向是P→Q.(2)在A中电流由零增大到原方向的电流的过程中,A的磁场自右向左也跟着增强,导致穿过线圈B的磁通量在增大.由楞次定律知,线圈B中会产生左上右下的感应电流,即通过电阻R的电流方向是Q→P.综上分析知,全过程中流过电阻R的电流方向先是P→Q,然后是Q→P,所以A对.[答案] A(多选)a、b两金属环上下相隔一很小间距按图示方式放置,O1、O2分别是a环、b环的圆心,其中b环面的一半面积刚好与固定a环正对,在a环中开关S闭合的瞬间,下列说法正确的是()A.b环中有顺时针方向的感应电流B.b环中有逆时针方向的感应电流C.b环会沿O1O2方向运动D.b环会沿O2O1方向运动解析:选BC.闭合S 的瞬间,b 环中垂直纸面向里的磁通量增加,由楞次定律知b 环中感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,由右手定则判断b 环中感应电流为逆时针方向,故选项A 错误,选项B 正确;由楞次定律知,为了阻碍b 环内磁通量的增大,b 环会朝着能适当减小与a 环正对面积的方向移动,即b 环沿O 1O 2方向移动,即选项C 正确,选项D 错误.对自感现象的理解和分析1.对自感电动势的理解(1)产生原因:通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈上产生感应电动势.(2)自感电动势的方向:当原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同(即增反减同).(3)自感电动势的作用:阻碍原电流的变化,而不是阻止,原电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变化的作用.2.自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大或减小).(2)根据“增反减同”,判断自感电动势的方向.(3)阻碍结果分析:电流增大时,由于自感电动势的作用,线圈中的电流逐渐增大,与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大;电流减小时,由于自感电动势的作用,线圈中的电流逐渐减小,与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小.3.自感现象中,灯泡亮度变化的问题分析通、断电时,灯泡亮度变化问题,关键要搞清楚电路的连接情况,根据电路特点进行具体分析.(2018·南昌高二检测)关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是()A.电感一定时,电流变化越大,自感电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,自感电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大[思路点拨] 影响自感电动势大小的两个因素:(1)线圈自感系数越大产生的自感电动势越大.(2)电流变化越快产生的自感电动势越大.[解析] 电感一定时,电流变化越快,ΔIΔt越大,由E=LΔIΔt知,自感电动势越大,A错,B对;线圈中电流为零时,电流的变化率不一定为零,自感电动势不一定为零,故C错;当通过线圈的电流最大时,电流的变化率为零,自感电动势为零,故D错.[答案] B命题视角2 对通电自感现象的分析(2018·长沙一中高二检测)如图所示,电路中自感线圈电阻很小,可以忽略不计.R的阻值和L的自感系数都很大,A、B为两个完全相同的灯泡,电源为理想电源,当S闭合时,下列说法正确的是()A.A比B先亮,然后A灭B.B比A先亮,然后A灯逐渐变亮C.A、B一起亮,然后A灭D.A、B一起亮,然后B灭[思路点拨] S闭合瞬间,含电感线圈的支路相当于断路;稳定后,自感线圈相当于导体.[解析] S闭合时,由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大,故在线圈上产生很大的自感电动势,阻碍电流的增大,所以B比A先亮,由于L的直流电阻很小,所以稳定后A 灯的电流变大,A灯逐渐变亮,故A、C、D错误,B正确.[答案] B命题视角3 对断电自感现象的分析(2018·济南外国语学校高二检测)如图甲、乙中,自感线圈L的电阻很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,下列说法正确的是()A.在电路甲中,断开S,A将立即熄灭B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后逐渐变暗C.在电路乙中,断开S,A将逐渐变暗D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗[思路点拨][解析] 甲图中,灯泡A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S 时,线圈L中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬时不变,以后渐渐变小,A、B错误;乙图中,灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时,电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小,此瞬间电感线圈中的电流不变,电感线圈相当于一个电源给灯泡A供电.因此反向流过A的电流瞬间要变大,然后逐渐变小,所以灯泡要先更亮一下,然后渐渐变暗,C错误,D正确.[答案] D命题视角4 对自感现象中图象问题的考查(2018·陕西西安检测)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈的自感系数很大,线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L<R.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图象中,正确的是()[解析] 当闭合开关时,L会阻碍电流的增大,所以流过L的电流只能逐渐增大,流过L的电流增大,则流过干路的电流增大,则电源的内电阻消耗的电压增大,路端电压减小,所以流过灯泡的电流会逐渐减小,一直到电路稳定.正常工作时,由于自感线圈L直流电阻值小于灯泡的阻值,通过线圈L的电流大于通过灯泡的电流;当断开开关,由于电感阻碍自身电流变化,产生的感应电流流过电阻,其方向与原来流过电阻的方向相反,且电流比灯泡原来的电流大,然后电流慢慢减小最后为0,故C正确,A、B、D错误.[答案] C自感问题的分析技巧(1)当电路接通瞬间,自感线圈相当于断路;当电路稳定时,相当于电阻,如果线圈没有电阻,相当于导线(短路);当电路断开瞬间,自感线圈相当于电源,电流逐渐减小.(2)断开开关后,灯泡是否瞬间变得更亮,取决于电路稳定时两支路中电流的大小关系,即由两支路中电阻的大小关系决定.(3)若断开开关后,线圈与灯泡不能组成闭合回路,则灯泡会立即熄灭.(4)电流减小时,自感线圈中电流大小一定小于原先所通的电流大小,但自感电动势可能大于原电源电动势.(5)在线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍电流的变化,但“阻碍”不是“阻止”,“阻碍”实质上是“延缓”.【通关练习】1.(2018·四川遂宁检测)在如图所示的电路中,A1和A2是两个完全相同的灯泡,线圈L的自感系数足够大,电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是( )A.合上开关S,A1先亮,A2后亮,最后一样亮B.断开开关S,A1和A2都要过一会儿才熄灭C.断开开关S,A2闪亮一下再熄灭D.断开开关S,流过A2的电流方向向右解析:选B.当开关S闭合时,灯A2立即发光.通过线圈L的电流增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反,阻碍电流的增大,电路的电流只能逐渐增大,A1逐渐亮起来.线圈直流电阻忽略不计,当电流逐渐稳定时,线圈不产生感应电动势,两灯电流相等,亮度相同.故A错误;稳定后当开关S断开后,由于自感,线圈中的电流只能慢慢减小,其相当于电源,与灯泡A1、A2构成闭合回路放电,两灯都过一会儿熄灭,由于当电流逐渐稳定时,两灯电流相等,所以断开开关S时,A2不会再闪亮一下再熄灭;故B正确,C错误;稳定后当开关S断开后,由于自感,线圈中的电流只能慢慢减小,其相当于电源,流过A2的电流方向向左;故D错误.2.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0 时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是( )解析:选B.闭合开关S后,灯泡D直接发光,电感L的电流逐渐增大,电路中的总电流也将逐渐增大,电源内电压增大,则路端电压U AB逐渐减小;断开开关S后,灯泡D中原来的电流突然消失,电感L与灯泡形成闭合回路,所以灯泡D中电流将反向,并逐渐减小为零,即U AB反向逐渐减小为零,故选B.[随堂检测]1.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采用双线并绕的方法,如图所示.其道理是( )A.当电路中的电流变化时,两股导线产生的自感电动势相互抵消B.当电路中的电流变化时,两股导线产生的感应电流相互抵消C.当电路中的电流变化时,两股导线中原电流的磁通量相互抵消D.以上说法都不对解析:选C.由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B、D错误,只有C正确.2.(多选)如图所示是一种延时开关的原理图,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通;当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则( )A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2,无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2,延时将变长解析:选BC.线圈A中的磁场随开关S1的闭合而产生,随S1的断开而消失.当S1闭合时,线圈A中的磁场穿过线圈B,当S2闭合,S1断开时,线圈A在线圈B中的磁场变弱,线圈B中有感应电流,B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用,所以B正确,A错误;若S2断开,线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用,所以C正确,D错误.3.如图所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,L A、L B是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2阻值约等于R1的两倍,则( )A.闭合开关S时,L A、L B同时达到最亮,且L B更亮一些B.闭合开关S时,L A、L B均慢慢亮起来,且L A更亮一些C.断开开关S时,L A慢慢熄灭,L B马上熄灭D.断开开关S时,L A慢慢熄灭,L B闪亮一下后才慢慢熄灭解析:选D.由于灯泡L A与线圈L串联,灯泡L B与电阻R2串联,当S闭合的瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增加,所以L B先亮,A、B错误;由于L A所在的支路电阻阻值偏小,故稳定时电流大,即L A更亮一些,当S断开的瞬间,线圈产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,电流从线圈中电流值开始减小,即从I A减小,故L A慢慢熄灭,L B闪亮一下后才慢慢熄灭,C错误,D正确.4.(2018·河北保定高阳中学月考)图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、R0及开关和电池E构成闭合回路.开关S1和S2开始都处于断开状态.设在t=0时刻,闭合开关S1,经过一段时间,在t=t1时刻,再闭合开关S2,则能较准确表示电阻R两端的电势差U ab随时间t变化的图线是( )解析:选A.闭合开关S1,线圈产生的自感电动势阻碍电流的变大,U ab逐渐变大;电流达到稳定后,再闭合开关S2,由于线圈的作用,原有电流慢慢变小,U ab也从原来的数值慢慢减小,A项正确.[课时作业]一、单项选择题1.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,自感电动势就一定越大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性质及有无铁芯决定解析:选D.自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的,故B、C 错,D对;自感电动势不仅与自感系数有关,还与电流变化快慢有关,故A错.2.(2018·浙江诸暨中学月考)如图所示,电感线圈L的直流电阻R L=3.0 Ω,小灯泡A的电阻R=6.0 Ω,闭合开关S,待电路稳定后再断开开关,则在断开开关S的瞬间,小灯泡A( )A.不熄灭B.立即熄灭C.逐渐熄灭D.闪亮一下再逐渐熄灭解析:选D.因为电感线圈的直流电阻R L<R,当电流达到稳定时,小灯泡中的电流小于线圈中的电流,开关S断开瞬间,线圈L产生自感电动势,L中电流要逐渐变小,灯泡中的电流与L中的电流变化一致,由于电流比灯泡原来的电流大,所以灯泡要闪亮一下再逐渐熄灭,故D正确,A、B、C错误.3.如图所示为测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L的两端并联一个电压表,用来测量自感线圈的直流电压.在测量完毕后,将电路拆解时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电压表解析:选B.若先断开S1或先拆除电流表,线圈与电压表组成闭合回路,这时,流过电压表的电流与原来方向相反,电压表的指针将反向偏转,容易损坏电压表.按操作要求,应先断开开关S2,再断开开关S1,然后拆除器材.故选项B正确.4.(2018·辽宁大石桥市二中月考)图中电感线圈L的直流电阻为R L,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计,当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是( )A.G1、G2的指针都立即回到零点B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点D.G2立即回到零点,G1缓慢回到零点解析:选B.电路稳定后断开,通过灯泡这一支路的电流立即消失,由于电感线圈对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,所以通过G1的电流逐渐减小,缓慢回到零点;在串联回路中,通过电感线圈的电流也通过灯泡,所以含有灯泡的支路的电流从Q流向P,使G2立即左偏,偏后缓慢回到零点,故选项B正确,选项A、C、D错误.5.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法中正确的是( )A.t1时刻,两环作用力最大B.t2和t3时刻,两环相互吸引C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥D.t3和t4时刻,两环相互吸引解析:选B.t1时刻B环的感应电流为零,故两环作用力为零,则A错误;t2时刻A环中电流在减小,则B环中产生与A环中同向的电流,故相互吸引,t3时刻同理也相互吸引,故B正确,C错误;t4时刻A中电流为零,两环无相互作用,D错误.6.(2018·辽宁朝阳月考)某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示,若发现钻头M突然向右运动,则可能是( )A.开关S由断开到闭合的瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.保持开关S闭合,变阻器滑片P加速向右滑动D.保持开关S闭合,变阻器滑片P匀速向右滑动解析:选A.若发现钻头M突然向右运动,则两螺线管相互排斥,根据楞次定律可知,可能是开关S由断开到闭合的瞬间,选项A正确.7.(2018·河南南阳一中月考)在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I.然后,断开S.若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是( )解析:选B.闭合开关S后,调整R,使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样,电流为I,说明R L=R.若t′时刻再闭合S,流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大,使电感线圈L产生自感电动势,阻碍了流过L1的电流i1增大,直至达到电流为I,故A错误,B正确;而对于t′时刻再闭合S,流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I,故C、D错误.8.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他苦思冥想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大解析:选C.开关断开时,灯泡能否发生闪亮,取决于灯泡的电流有没有增大,与电源的内阻无关,故A错误;若小灯泡电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流,断开开关时,流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡将发生闪亮现象,故B错误;线圈电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流,断开开关时,流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡不发生闪亮现象,故C正确;线圈的自感系数较大,产生的自感电动势较大,但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小,故D错误.二、多项选择题9.(2018·南京高二测试)如图所示的电路中,a、b、c为三盏完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈,E为电源,S为开关.关于三盏灯泡,下列说法正确的是( )A.合上开关,c、b先亮,a后亮B.合上开关一会后,a、b一样亮C.断开开关,b、c同时熄灭,a缓慢熄灭D.断开开关,c马上熄灭,b闪一下后和a一起缓慢熄灭解析:选AB.闭合开关S时,由于线圈L的自感作用,流过a灯的电流逐渐增大,所以a灯后亮,b、c灯与电源构成回路,所以b、c灯先亮,故A正确;合上开关一会后,电路稳定,L是一个直流电阻为零的自感线圈,可视为导线,a、b灯完全相同,并联电压相同,故a、b灯一样亮,故B正确;断开开关瞬间,a、b灯与线圈构成闭合回路.由于L的自感作用,a、b灯的电流要逐渐减小,故c灯马上熄灭,a、b灯缓慢熄灭,C错误;由于电路稳定时,a、b灯中电流相同,故b灯无闪亮现象,D错误.10.无线电力传输目前已取得重大突破,在日本展出了一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力.两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示.下列说法正确的是( )A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势C.A中电流越大,B中感应电动势越大D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大解析:选BD.根据产生感应电动势的条件,只有处于变化的磁场中,B线圈才能产生感应电动势,A错,B对;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量变化率,所以C错,D对.11.(2018·吉林长春十一中月考)如图所示,A、B是两盏完全相同的白炽灯,L是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈,如果断开电键S1,闭合S2,A、B两灯都能同样发光.如果最初S1是闭合的,S2是断开的.那么,可能出现的情况是( )A.刚闭合S2瞬间,A灯就立即亮,而B灯则延迟一段时间才亮B.刚闭合S2瞬间,线圈L中的电流大于B灯的电流C.闭合S2时,A、B同时亮,然后A灯更亮,B灯由亮变暗D.闭合S2稳定后,再断S2时,A灯立即熄灭,B灯闪亮一下再熄灭解析:选CD.刚一闭合S2,电路中迅速建立了电场,立即就有电流,故灯泡A和B立即就亮,线圈中电流缓慢增加,最后相当于直导线,故灯泡B被短路而熄灭,即灯泡B逐渐变暗,故A错误,C正确;刚闭合S2时,线圈L中自感电动势阻碍电流增加,故电流为零,所以B错误;闭合S2稳定后,再断开S2时,A灯立即熄灭,因为线圈中产生了自感电动势,与灯泡B构成闭合回路,故电流逐渐减小,故B灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭,所以D选项是正确的.12.如图所示的电路中,电感L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,则下列说法正确的有( )A.当S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮B.当S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮C.当S断开时,L2立即熄灭D.当S断开时,L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭解析:选BD.当S闭合时,因二极管加上了反向电压,故二极管截止,L1一直不亮;通过线圈的电流增加,感应电动势阻碍电流增加,故使得L2逐渐变亮,选项B正确,A错误;当S断开时,由于线圈自感电动势阻碍电流的减小,故通过L1的电流要在L2-L1-D-L之中形成新的回路,故L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,选项C错误,D正确.13.如图所示电路中,自感系数较大的线圈L其直流电阻不计,下列。
高中物理第四章电磁感应综合复习学案新人教选修
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【例2】如图所示,长L1宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直.求:将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中,(1)拉力F大小;(2)拉力的功率P; (3)拉力做的功W; (4)线圈中产生的电热Q;(5)通过线圈某一截面的电荷量q.2.产生动生电动势的两种切割方式有关问题【例3】如图所示,把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的匀强磁场中,一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒放在圆环上,与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速度v向右移动,且经过圆心时,棒两端的电压U MN为( ) A.BavB.2BavC.23BavD.43 Bav【例4】如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A 为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触。
当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻( )A.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向C.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零(三)迁移运用有关电压的分析求解应用1.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L的金属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时( )A.Uac=2UabB.Uac=2UbOC.电容器带电量Q=4/9BL2ωCD.若在eO间连接—个理想电压表,电压表示数为零应用2.光滑金属导轨L=0.4m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙.金属棒ab的电阻为1Ω,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动,则( )A.1s末回路中电动势为0.8VB.1s末ab棒所受磁场力为0.64NC.1s末回路中电动势为1.6VD.1s末ab棒所受磁场力为1.28N v高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第四章电磁感应第六节互感和自感学案新人教选修
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第六节互感和自感【学习目标】1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【新知预习】1.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。
2.注意:.互感现象是一种常见的_________现象,不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个_________的电路之间。
3.自感现象:当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势,同样也在激发出感应电动势,这种现象称为__________。
由于自感而产生的感应电动势叫__________ ___。
4.自感电动势的方向:根据楞次定律,自感电动势的方向总是“”引起自感电动势的电流变化。
5.自感系数:(1)自感系数:自感系数L简称或(2)决定因素:它跟线圈的、、,以及是否有等因素有关。
线圈的横截面积越____、线圈绕制得越__ __、匝数越_____,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_____得多。
(3)单位:,符号是,常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH),换算关系是1 H=_________mH=________μH(4)物理意义:表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
【导析探究】导析一:通电自感和断电自感在右图所示的电路中,两个灯泡规格相同,A1和线圈L串联后接到电源上,A2与可变电阻R串联后接到电源上。
先闭合开关S,调节电阻R,使两个灯泡亮度相同,再调节可变电阻R1,使它们都正常发光,然后再断开开关S。
从新接通电路。
注意观察,在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。
实验现象:灯泡较慢的亮起来分析原因:按右图连接电路。
高中物理第四章电磁感应第6节互感和自感导学案新人教版选修3_2
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第六节互感和自感【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。
(3)、知道自感系数。
(4)、了解日光灯的工作原理(5)、会灵活运用公式求感生电动势(6)、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)、3.8V0.3A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。
变压器就是利用互感现象制成的。
如下图所示。
在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1、动手做一做实验1:断电自感现象。
学生几人一组作实验实验电路如图所示。
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,这时灯泡不再闪亮。
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⑴讨论:相互讨论。
出示实验电路图,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,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。
人教版高中物理选修32第四章 电磁感应《第6节 互感和自感》教案
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《互感和自感》教学设计岳阳市十五中何小河一、教学设计思路“自感和互感”是人教版选修3-2第4章《电磁感应》第6节的内容,两者是电磁感应现象的两个重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节课为了让学生经历必要的认知过程,尝试利用探究教学策略,适当改进演示实验,变陈述性问题为设计性问题,让学生积极参与物理规律的发现和推理过程,主要的特色体现在以下几个方面:1.对于“互感”的教学,采用小实验“无线输电”引出互感的概念,再让学生思考并动手做“无线传递音乐”这个实验,了解互感能传递能量和信息,充分激发学生探索规律的积极性。
2.对于“自感”的教学,把演示实验改进为设计探究型实验。
采用“积木式”的结构,在教学过程中随着问题的展开,逐步“装备”其实验装置,让学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。
二、学情分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的,是电磁感应现象具体运用的两个实例。
因此,对互感、自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。
同时,互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系,因此,学习该部分知识有着重要的现实意义。
学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但头脑中没有互感这个概念,也没有意识到当线圈通过变化的电流时,线圈本身也会产生电磁感应现象。
学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。
学生已经具备一定的探究、合作学习的能力,已经掌握了一定的科学方法和实验技能。
重点与难点:1.教学重点:自感现象。
2.教学难点:分析自感现象产生的原因和特点。
三、教学目标1.知识与技能(1)知道互感和自感现象。
高中物理 第四章 电磁感应 4-6 互感和自感 新人教版选修3-2
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3.自感电动势的大小为 E=LΔΔIt,其中 L 为自感系数, 它与线圈大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关。
4.当电源断开时,线圈中的电流不会立即消失,说明 线圈中储存了磁场能。
例 1 (多选)下列关于自感现象的说法中,正确的是 ()
A.自感现象是由线圈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.加铁芯后线现象是指线圈中的电流变化时,它所产生 的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。
02 课堂合作探究
考点 互感现象、自感现象
1.对互感、自感现象的理解:互感、自感现象的实质 是一种电磁感应现象,遵从法拉第电磁感应定律和楞次定 律。互感可以发生在任何相互靠近的电路之间。
2.自感电动势 (1)大小:根据法拉第电磁感应定律:E=nΔΔΦt ,由于磁 通量的变化是电流的变化引起的,故自感电动势的大小与电 流的变化快慢有关,可表示成:E 自=LΔΔIt,式中 L 称为自 感系数。
向向左。
如图乙所示的电路原是闭合的,当开关 S 断开瞬间, 流经 L 内向右的电流减小,L 内产生的自感电动势阻碍电流 减小,自感电流方向向右,与灯泡 A 构成回路,流经灯 A 的电流是感应电流,方向 D→A→C。
可见当导体中的电流增.大.时,自感电动势就阻.碍.电流 的增大,其方向与原电流的方向相.反.。
(3)对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感
电动势也较大。( √ )
提示:由 E=LΔΔIt知,对于同一线圈,自感系数确定, 当电流变化越快时,线圈中产生的自感电动势也越大。
最新人教版高中物理选修3-2第四章《互感和自感》教学设计
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教学设计6互感和自感本节分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的,是电磁感应现象具体运用的两个实例.因此,对互感、自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交变电流、电磁波奠定了知识基础.同时,互感、自感现象与人们的日常生活、生产技术有着密切的关系,因此,学习该部分知识有着重要的现实意义.学情分析学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但头脑中没有互感这个概念,也没有意识到当线圈通过变化的电流时,线圈本身也会产生电磁感应现象.学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战.教学目标●知识与技能(1)知道互感和自感现象.(2)能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因.(3)能说出影响自感电动势大小的因素、自感系数的单位及其决定因素.●过程与方法(1)通过对实验的观察讨论和体验,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理能力.(2)通过分析电路结构和实验探究,体会比较研究这一物理学常用的重要方法.●情感、态度与价值观(1)认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象,体验特殊现象的普遍性.(2)领悟科学家对科学执着和对名利淡泊的科学献身精神.教学重难点1.自感现象和自感系数.2.分析自感现象产生的原因和特点.教学准备电磁炉、线圈、小灯泡、MP4、音箱、互感现象演示仪、自感现象演示仪、电池、导线、开关、多媒体课件等.K教学设计(一)●(设计者:叶志民)教学过程设计引导学生根据上述的问题得出需要接入一个更直观反映电流变化的器件——小灯泡,根据它的亮度变化来反映电要让电流变化不难,比如将开关闭合你认为通电瞬间可能观察到什么实验现象?小灯泡的亮度我们没有观察到预期的实验现象,小灯泡熄灭真的没有出现延迟吗?是不是我们观察的方法有缺陷,如何改进实验电路让我们能观察到更明显的实验现象?引导学生分析电路结构,综合考虑(构成回路又安全板书设计6互感和自感一、互感现象1.互感的定2.利用互感现象可以把能量、信息由一个线圈传递到另一个线圈3.应用:变压器、磁性天线等4.防止:对折绕线、变压器硅钢片二、自感现象1.自感的定义2.常见的自感现象:通电自感与断电自感3.自感线圈的作用:阻碍电流变化4.自感电动势:阻碍电流的变化——电流增大时,与电流方向相反;电流减小时,与电流方向相同.三、自感系数1.自感电动势的大小与线圈中的电流的变化率成正比,比例系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关,叫做自感系数,简称自感或电感2.物理意义:自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量3.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)教学反思1.教学的真谛是“沟通”,要使学生真正理解和掌握物理知识,并内化为自身能力,最好的方法是让学生主动参与到教学活动中来,通过师生活动、生生活动等方式,让学生在感受与体验中学习,比教师单纯教授知识更有效,思维训练也更加深刻.2.在本节课中,体现“从生活走向物理”的新课程理念,先以“电磁感应”知识为基础,有趣的演示实验引入新课,创设情景,激发兴趣.通过把生活中的互感和自感现象搬入课堂实验活动中来,让学生既“感受到”又“体验到”互感和自感现象.教学设计(二)●(设计者:孙晓梅)教学过程设计一、引入新课【知识复习】问题:(1)产生电磁感应现象的条件是什么?(2)如何判断感应电流、感应电动势的方向?答案点拨:(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化.(2)利用楞次定律、右手定则.总结:不论用什么方式,也不管是什么原因,只要穿过电路的磁通量发生了变化,都能引起电磁感应现象.如果电路是闭合的,电路中就会有感应电流.二、新课教学(一)互感现象【思考讨论】如图所示,改变滑动变阻器的电阻,会发生电磁感应现象,思考讨论副线圈中的感应电流的情况.答案点拨:原线圈的电流变化→原线圈中的电流激发的磁场变化→穿过副线圈的磁通量发生变化→副线圈产生感应电动势→闭合回路产生感应电流.【自主学习】阅读课本P22“互感现象”的内容,学习相关知识.1.互感:在法拉第的实验中,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,这种现象叫做互感,这种感应电动势叫做互感电动势.2.磁场具有能量:利用互感现象可以把能量、信息由一个线圈传递到另一个线圈.3.互感现象的应用:变压器、磁性天线、延时继电器等.特别提醒:互感是一种常见的电磁感应现象.要注意,它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间.【知识拓展】在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感现象.例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象.(二)自感现象【演示实验】1.通电自感如图所示,在电路中两个灯泡A1和A2的规格相同,A1与线圈L串联后接到电源上,A2与可变电阻R串联后接到电源上.先闭合开关S,调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,再调节可变电阻R1,使它们都正常发光,然后断开开关S.重新接通电路,注意观察,在开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况.实验现象:在闭合开关S的瞬间,灯A2立刻正常发光,A1比A2迟一段时间才正常发光.问题:为什么会出现这种现象呢?线圈L的作用是什么?讨论小结:由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了感应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化,既阻碍线圈中电流的增加,故通过A1的电流不能立即增大,灯A1的亮度只能慢慢增加,最终与A2相同.2.断电自感如图所示,在电路中灯泡A与线圈并联后接到电源上.先闭合开关S使灯泡发光,然后断开开关,注意观察开关断开时灯泡的发光情况.思考讨论:(1)电源断开时,通过线圈L的电流减小,这时会出现感应电动势.感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些?(2)产生感应电动势的线圈可以看做一个电源,它能向外供电.由于开关已经断开,线圈提供的感应电流将沿什么途径流动?(3)开关断开后,通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致?(4)开关断开后,通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大?为了使实验的效果更明显,对线圈L应该有什么要求?答案点拨:(1)感应电动势的作用是阻碍电流的减小,使线圈中的电流减小得更慢.(2)线圈可以看做一个电源,感应电流将沿着等效正极到灯泡A再到等效负极.(3)感应电流通过灯泡A的方向与原来的方向相反.(4)通过灯泡的感应电流可能比原来的电流大,线圈的电阻小会使实验效果明显.【归纳总结】1.当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势,同样也在它本身激发出感应电动势,这种现象称为自感.由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.2.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阻碍导体中原来电流的变化.思考讨论:既然与电源已经断绝关系,但我们还是能够看到灯泡出现闪亮,延迟熄灭,那么这个能量从哪里来的呢?答案点拨: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,线圈相当于电源,把磁场中的能量转化成电能.(三)自感系数【问题探究】自感电动势的大小与什么因素有关呢?思路点拨:自感电动势的大小跟其他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电流变化的快慢有关.根据法拉第电磁感应定律可得,E ∝ΔΦΔt ∝ΔB Δt ∝ΔI Δt ⇒E =L ΔI Δt .【自主学习】阅读课本P 24“自感系数”的内容,学习自感的相关知识.1.自感电动势的大小与线圈中的电流的变化率成正比,比例系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关,叫做自感系数,简称自感或电感.2.物理意义:自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量. 3.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用单位还有毫亨(mH)、微亨(μH ). 【知识应用】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零.开关S 原来是合上的,在S 断开后,分析:(1)若R 1>R 2,灯泡的亮度怎样变化? (2)若R 1<R 2,灯泡的亮度怎样变化? 答案点拨:(1)因R 1>R 2,即I 1<I 2,所以灯泡在S 断开后先突然变到某一较暗状态,再逐渐变暗到最后熄灭.(2)因R 1<R 2,即I 1>I 2,灯泡在S 断开后电流从原来的I 2突变到I 1(方向相反),然后再渐渐变小,最后为零,所以灯泡在S 断开后先变得比原来更亮,再逐渐变暗到熄灭.三、课堂小结本节课探究了自感现象,自感现象也是电磁感应现象的一种,只是导体本身的电流发生变化而在自己身上产生的电磁感应现象.自感现象也遵从法拉第电磁感应定律以及楞次定律“增反减同”的规律.由于线圈自身自感的作用,总阻碍电流的变化,使得电路中的电流变化的时间延长了,实验所看到的现象是灯逐渐变亮或亮一会儿再熄灭,还有的灯要闪亮一下,都是源于自感,这也是这节课的重点和难点.四、布置作业问题与练习:1、2、3.板书设计6互感和自感一、互感现象1.互感:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象2.磁场具有能量:利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈3.应用与防止:变压器、磁性天线、延时继电器、对折绕线、变压器硅钢片等二、自感现象1.自感:通过一个线圈的电流变化,引起这个线圈自身产生感应电动势的现象2.通电自感与断电自感3.自感电动势的作用:阻碍导体中原来的电流变化4.自感电动势大小:E=L\f(ΔI,Δt)三、自感系数1.定义:自感电动势的大小与线圈中的电流的变化率成正比,比例系数L叫做自感系数2.物理意义:自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量3.影响因素:线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等4.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)教学反思1.本教学设计打破了传统的“满堂灌”的单一形式.在整个教学过程中,始终体现以教师为指导、以学生为主体、以实验为基础、以能力方法为主线的原则,让学生亲历规律的构建过程,从而真正地把知识内化.因此,本节课把教学过程设计成一个师生之间对话交流的过程.通过师生之间的对话交流,营造轻松和谐的教学气氛,便于激发学生的思维活动,把课堂充分地归还给学生,而且有利于地提高课堂教学质量.2.学生能从电磁感应现象和楞次定律来理解自感和互感,例题的正确率也很高,但在判断电流大小和方向的变化上还需加强,特别是在灯是否闪亮一下上存在很多问题.例如说自感系数很大的线圈,我们能等效地看成一个电阻非常大的电阻,这样来解释学生会更容易懂一些.所以充分利用学生已有的知识去解释新问题是提高课堂效率的有效方法.备课资料●电磁感应灯电磁感应灯运用了电磁感应原理,利用套在灯管外面的一对磁环在灯管内产生交变磁场,从而激发荧光粉并转化为可见光.这种灯无电极,灯管部分不存在易损元件,它在零下40摄氏度都能正常工作,使用寿命在10万小时以上,是普通白炽灯的100倍,比普通的节能灯还节能50%.此外,由于这种灯不含液态汞,具有绿色环保功能.如果我国在未来5年内都使用电磁感应灯,每年可节约用电4 000亿度以上,相当于60多个三峡水电站一年的发电量,至少可以节约2 400亿元人民币.非常适宜于隧道、机场、工厂、道路照明.目前,对电磁感应灯的应用还衍生出许多照明产品.例如,全新研制的“太阳能照明路灯”,可以“聪明”地根据24小时内太阳光亮度的差异调节路灯的明暗,天越暗灯就越亮.同样运用光亮调控技术的“隧道灯”,可以根据天气的变化而自动调节隧道内灯光,让进入隧道的驾驶员没有内外光亮的明显差异感.同时,这些隧道灯还可以在有车辆通过时自动亮起来,没有车辆通过时自动熄灭,大大节约用电.“遥控景观灯”更是神奇,可以随心所欲地“亮”出人们想要的颜色,令城市的夜景更加璀璨多姿.。
高中物理《互感和自感》教案2 新人教版选修3-2
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第四章电磁感应4.6 互感和自感★新课标要求(一)知识与技能1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
(二)过程与方法1.通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力。
2.通过自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力。
(三)情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
★教学重点1.自感现象。
2.自感系数。
★教学难点分析自感现象。
★教学方法通过演示实验,引导学生观察现象、分析实验★教学用具:自感现象示教板,CAI课件。
★教学过程(一)引入新课教师:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?学生:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,回路中就有感应电流产生.教师:引起回路磁通量变化的原因有哪些?学生:磁场的变化;回路面积的变化;电流的变化引起磁场的变化等。
教师:这里有两个问题需要我们去思考:(1)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?(2)当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?本节课我们学习这方面的知识。
(二)进行新课1、互感现象教师:我们现在来思考第一个问题: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?请同学们用学过的知识加以分析说明。
学生:当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
教师:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。
高中物理第4章电磁感应6互感和自感新人教版选修3
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解析:自感电动势阻碍电流的变化,与原电流方向可 能相同,也可能相反.
答案:AD
拓展一 对自感现象的理解
1.自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变 化,即总是起着推迟电流变化的作用.
2.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中 原来电流的变化,当原来电流增大时,自感电动势的方向 与原来电流方向相反;当原来电流减小时,自感电动势的 方向与原来电流方向相同.也遵循“增反减同”的规律.
题后反思
自感现象的分析思路 1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小). 2.判断自感电动势的方向.电流增强时(如通电), 自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍电流增加,电流 逐渐增大;电流减小时(如断电),自感电动势方向与原电 流方向相同,阻碍电流减小,线圈中电流逐渐减小.
(3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势.(√) (4) 自 感 现 象 中 , 感 应 电 流 一 定 与 原 电 流 方 向 相 反.(×)
(5)一个线圈中的电流均匀增大,自感电动势也均匀 增大.(×)
小试身手
2.(多选)下列关于自感的说法中,正确的是( ) A.自感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.线圈中产生自感电动势较大的,其自感系数也较大 D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
答案:BC
知识点二 自感现象
提炼知识
1.自感现象 (1)定义:一个线圈中的电流变化时,它所产生的变 化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象. (2)自感电动势:由于自感而产生的感应电动势. (3)通电自感和断电自感:
自感Hale Waihona Puke 方式通电 自感电路
现象
高中物理第四章互感和自感学案新人教版选修
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4.6 互感和自感【学习目标】1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.3.了解自感电动势的表达式E=L ΔIΔt,知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化.一、互感现象[问题设计]如图1所示电路中,两个线圈之间并没有导线相连,为什么闭合开关时,电流表指针会发生偏转呢?图1[要点提炼]1.定义:两个相互靠近的线圈,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,这种现象叫互感.2.作用:利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器、收音机的磁性天线.3.危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作.二、自感现象[问题设计]1.通电自感:如图2所示,开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同?图22.断电自感:如图3所示,先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关.图3(1)开关断开前后,流过灯泡的电流方向有何关系?(2)在断开过程中,有时灯泡闪亮一下再熄灭,有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭,请分析上述两种现象的原因是什么?[要点提炼]1.定义:当一个线圈中的电流自身发生变化时,它产生的 (填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势,同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象.2.公式:E=L ΔIΔt,其中L是自感系数,简称自感或电感,单位:.符号:H.1 mH= H;1 μH= H3.决定因素:与线圈的大小、形状、,以及是否有铁芯等因素有关,与E、ΔI、Δt等无关.4.对通电自感和断电自感现象的分析自感电动势总是线圈中电流的变化,但不能线圈中电流的变化.(1)通电瞬间自感电动势电流的增加,与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮,直到稳定.通电瞬间自感线圈处相当于断路,电流稳定时自感线圈相当于导线.(2)以图3电路为例,断电时自感线圈处相当于电源,若断电前,自感线圈电流大小I L大于灯泡的电流I A 则灯会闪亮一下再熄灭;若断电前自感线圈中的电流I L灯泡中的电流I A则不会出现闪亮,而是逐渐熄灭.要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.一、互感现象的理解与应用例1如图4所示,是一种延时装置的原理图,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通;当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放.则 ( )图4A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2,无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2,延时将变化二、自感现象的分析例2如图5所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,L A、L B是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2阻值约等于R1的两倍,则 ( )图5A.闭合开关S时,L A、L B同时达到最亮,且L B更亮一些B.闭合开关S时,L A、L B均慢慢亮起来,且L A更亮一些C.断开开关S时,L A慢慢熄灭,L B马上熄灭D.断开开关S时,L A慢慢熄灭,L B闪亮后才慢慢熄灭针对训练如图6所示,L为一纯电感线圈(即电阻为零),L A是一灯泡,下列说法正确的是 ( )图6A.开关S接通瞬间,无电流通过灯泡B.开关S接通后,电路稳定时,无电流通过灯泡C.开关S断开瞬间,无电流通过灯泡D.开关S接通瞬间,灯泡中有从a到b的电流,而在开关S断开瞬间,灯泡中有从b到a的电流三、自感现象的图象问题例3如图7所示的电路中,S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A,流过灯泡的电流是1 A,现将S 突然断开,S断开前后,能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是( )图71.(对互感现象的理解与应用)在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中有电流变化时,对另一个线圈中的电流的影响尽量小.则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( )2.(对自感现象的理解)关于自感现象,下列说法正确的是( )A.感应电流一定和原来的电流方向相反B.对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈产生的自感电动势也越大C.对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈的自感系数也越大D.对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈中的自感电动势也越大3.(自感现象的分析)如图8所示电路中,、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( )图8A.开关S接通的瞬间,电流表的读数大于错误!未找到引用源。
§4.6 《互感和自感》教学设计
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§4.6《互感和自感》教学设计安徽省太和中学潘正海【课程分析】“自感和互感”是人教版选修3-2第4章《电磁感应》第6节的内容,两者是电磁感应现象的两个重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的,是电磁感应现象具体运用的两个实例。
因此,对互感、自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。
同时互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系,因此,学习该部分知识有着重要的现实意义。
本节课为了让学生经历必要的认知过程,尝试利用“延迟判断”的探究教学策略,适当改进演示实验,变陈述性问题为设计性问题,让学生积极参与物理规律的发现和推理过程,主要的特色体现在以下几个方面:1.对于“互感”的教学,采用“电磁炉”实验从能量角度引出互感及其应用,充分激发学生探索规律的积极性。
2.对于互感和自感的教学,着眼于让学生先猜测,再观察,验证猜测的正确性,然后再展开充分的讨论,攻克重难点。
学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。
【学情分析】学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律,学生由于以前的被动学习,不好主动发言,形成了听、记的习惯,对自主、合作、探究的满堂学教学模式没有完全适应,需要老师耐心引导!量体裁衣似地设计导向性信息,激发他们探究的欲望。
【学习目标】1、了解互感和自感现象2、能够利用电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的原因。
3、能说出自感电动势大小的影响因素、自感系数的单位及其决定因素。
4、了解互感和自感的应用和防止。
【教学流程】一、认真观察,体验物理实验的魅力(一)游戏导入,唤起欲望【课件展示】如图所示,让两位同学手拉手“串联”,与“魔盒”并联在电路中,请两位同学上台来共同完成这个游戏,并向同学们说说你的感受。
高中物理 第四章 电磁感应 第6课时 互感和自感学案 新人教版选修3-2
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第6课时互感和自感[研究选考·把握考情]知识内容互感和自感考试要求加试b教学要求1.知道互感现象是一种常见的电磁感应现象2.知道自感现象是由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象3.知道决定自感系数的因素,知道自感系数的单位4.理解自感电动势的作用,会解释自感现象5.了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止6.会用传感器研究自感对电路中电流的影响说明不要求计算自感电动势知识点一互感现象[基础梳理]1.定义:两个相互靠近的线圈,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,这种现象叫互感。
2.作用:利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器、收音机的磁性天线。
3.危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作。
[要点精讲]1.互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生在绕同一铁芯上的两个线圈之间,而且还可以发生在任何相互靠近的电路之间。
2.互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路。
下一章将要学习的变压器就是利用互感现象制成的。
3.在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感。
【例1】如图1所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )图1A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动解析MN棒中有感应电流,受安培力作用而向右运动,由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N,此电流在L1中产生的磁场的方向是向上的。
若PQ棒向右运动,由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的。
由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同,由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是减少的,即L2中的磁场是减弱的,故PQ棒做的是向右的减速运动,选项C是可能的;若PQ棒向左运动,则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的,与L1产生的磁场方向是相反的,由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是增加的,即L2中的磁场是增强的,故PQ棒做的是向左的加速运动,选项B是可能的。
物理人教版第四章 电磁感应《互感和自感》优秀教案
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《互感和自感》教学设计一、教材分析本节课使用的是人教社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3—2第四章第六节“互感和自感”。
互感和自感都是电磁感应现象的重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节是在学生学习了产生电流的条件,楞次定律和法拉第电磁感应定律后进行教学的,是电磁感应现象的具体运用。
因此对互感、自感现象的研究,即是对电磁感应规律的巩固和深化,也是为以后学习交流电,电磁波奠定了知识基础。
同时,本节知识又与日常生活、生产技术有密切的联系,因此,本节的学习有重要的现实意义。
二、学情分析学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但头脑中没有互感这个概念,也没有意识到当线圈通过变化的电流时,线圈本身也会产生电磁感应现象。
学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。
三、教学目标1.知识和技能:(1)知道互感和自感现象。
(2)能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因2.过程与方法:(1)通过对实验的观察讨论和体验,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理能力。
(2)通过分析电路结构和实验探究,体会比较研究这一物理学常用的重要方法。
3.情感、态度、价值观(1)认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象,体验特殊现象的普遍性。
(2)通过对实验观察和分析,体会科学研究的乐趣。
四、重点难点1.教学重点:让学生掌握互感与自感现象的共性及个性2.教学难点:自感电动势的作用及方向五、教学资源线圈,小音响,自感现象演示仪,干电池,学生电源,导线六、教学过程设计教学活动教师活动学生活动教学任务及设计目的活动一知识回顾1.产生感应电流的条件?2.怎样判断感应电流(感应电动势)的方向?学生回忆或看书,一起回答复习学过的知识,为本节课做准备活动二新奇小实验将音响和线圈连接,播放器和另一线圈连接,两个线圈相互靠近时音响发出声音,离得越近声音越大。
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3.单位:亨利符号:H常用单位:毫亨(mH)微亨(μH)
(四)实例探究
【例1】如图所示,电路甲、乙中,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D发光。则(AD)
A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗
教师引导学生分析,电源断开以后,线圈中电流不会立即消失,这时的电流仍然可以做功,说明线圈储存能量。当开关闭合时,线圈中的电流从无到有,其中的磁场也是从天到有,这可以看作电源把能量输送到磁场,储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设,有关电磁场能量的直接式样验证,要在我们认识了电磁波之后才有可能。
5.自感现象的理解:
小结:互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
3、互感的应用和防止:
(二)自感现象
1、问题情景:由电流的磁效应可知,线圈通电后周围就有磁场产生,电流变化,则磁场也变化,那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢?我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验:
板书
设计
互感和自感
1、自感现象是电磁感应现象中特殊情形,它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生变化.
2、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关,它总是阻碍导体中电流的变化。
教学
反思
引导学生利用前面学过知识分析通电自感和断电自感的电路图,预测将会产生的实验现象,然后再通过观察实验现象验证自身的思维,并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。
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,自感系数越利用前面学过的电路知识及电磁感应知识,分析通电自感和断电自感的电路图,预测将会产生的实验现象,然后再通过观察实验现象验证自身的思维,并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。
B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗
【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若R1>R2,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若R1<R2,灯泡的亮度怎样变化?
学思考现象原因。请学生分析现象原因。
总结:由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了感应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁 通量的变化,既阻碍线圈中电流的变化,故通过A1的电流不能立即增大,灯A1的亮度只能慢慢增加,最终与A2相同。
实验2(演示课本P26实验)断电自感
先给学生几分钟时间看课本实验,预测实验现象,是回答课本思考与讨论问题。
巩固练习
1.下列关于自感现象的说法中,正确的是(ACD)
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(D)
实验1(演示P25实验)出示自感演示器,通电自感。
提出问题:闭合S瞬间,会有什么现象呢?引导学生做预测,然后进行实验。(实验前事先闭合开关S,调节变阻器R和R1使两灯正常发光,然后断开开关,准备好实验)。开始做实验,闭合开关S,提示学生注意观察现象
观察到的现象:在闭合开关S瞬间,灯A2立刻正常发光,A1比A2迟一段时间才正常发光。
3.结论:
小结:线圈中电流发生变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势阻碍原电流的变化。
自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
自感电动势:自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
4.磁场的能量
问题情景:在图4.6---4中,开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢?
线圈中电流的变化不能在瞬间完成,即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性
6.自感的应用与防止:
应用:日光灯防止:变压器、电动机
(三)自感系数
问题情景:我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关,而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种,那么就是说,自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率,即:E∝△Φ/△t,而磁场的强弱又正比于电流的强弱,即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说,自感电动势正比于电流的变化率。即E∝△I/△t写成等式即:E=L△I/△t
4.6互感和自感
项目
内容
课题
互感和自感
修改与创新
教学
目标
(一)知识与技能
①了解互感和自感现象
②了解自感现象产生的原因
③知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解它的单位及影响其大小的因素
(二)过程与方法:
引导学生从事物的共性中发掘新的个性,从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律,提出自感现象,并推出关于自感的规律。会用自感知识分析,解决一些简单的问题,并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用
(三)情感、态度、价值观
培养学生的自主学习的能力,通过对已学知识的理解实现知识的自我更新,以适应社会对人才的要求
教学重、
难点
1.重点:自感现象及自感系数
2.难点:①自感现象的产生原因分析 ②通、断电自感的演示实验中现象解释
教学
准备
通、断电自感演示装置,电池四节(带电池盒)导线若干
教学
过程
引入新课
问题情景:①发生电磁感应的条件是什么?②怎样得到这种条件,也就是让闭合回路中磁通量发生变化?③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗?如果会发生,它们有什么不同呢?
(一)互感现象
1、基本概念:①互感:②互感现象:③互感电动势:
2、互感的理解:
(1)、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗?(2)这是互感吗?
小结:互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景:(互感中的能量)另一电路中能量从哪儿来的?