高中物理-互感自感导学案-教科版选修3-2

第六节互感和自感
【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, 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）, A1.A2是规格完全一样的灯泡。

闭合电键
S, 调节变阻器R, 使A1.A2亮度相同, 再调节R1, 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A1比A2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
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A1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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