互感和自感 教学设计 说课稿 教案

互感和自感

【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

【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

【情感态度与价值观】

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）自感现象及自感系数

（2）自感现象的产生原因分析

（3）通、断电自感的演示实验中现象解释

【教学过程】

★重难点一、对自感现象的理解★

★对互感现象的理解

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。

★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．

3．自感系数是由线圈本身性质决定的，是表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A时产生的自感电动势的大小．

4．线圈的长度越长，截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多．

【典型例题】（多选）如图所示，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()

A．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

【思路探究】

(1)MN向右运动的原因是什么？

提示：MN与线圈构成闭合回路，回路中有感应电流。

(2)PQ匀速运动时，MN有电流通过吗？

提示：无，因为穿过L1的磁能量无变化。

【答案】BC

【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，可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，故PQ棒做的是向右的匀减速运动。C 选项是可能的。

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中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的匀加速运动。B选项是可能的。

★重难点二、通断电时灯泡亮度的变化情况★

1．通电自感如图甲所示，线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，使线圈的电流从通电瞬间的0逐渐增大到正常值，所以与线圈串联的灯泡的亮度是逐渐增大．

2．断电自感如图乙所示，正常工作时线圈和电灯的电流分别为I L和I A.断电后，线圈产生自感电动势，线圈与灯泡组成回路，线圈起到电源作用．线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小，使线圈中的电流由I L逐渐

减小到0，因此灯泡中的电流也由断电前的I A突变为I L，然后逐渐减小到0，亮度也是逐渐变小到熄灭，当然灯泡中的电流方向由断电前的d→c突变为c→d.

若I L>I A，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭

若I L≤I A，灯泡逐渐熄灭，不闪亮．

【特别提醒】

分析通断电灯泡亮度变化问题，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。

与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡

电路图

通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐

变亮

电流I1突然变大，然后逐渐减小达到稳定

断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐

变暗电流方向不变

电路中稳态电流为I1、I2，

①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；

②若I2＞I1，灯泡闪亮－下后逐渐变暗，两种情

况灯泡电流方向均改变

(1)分析通、断电自感灯泡的亮度变化的关键是弄清电路的连接情况，根据自感线圈的自感电动势的方向进行具体分析．

(2)断电自感时灯泡是否闪亮一下再熄灭的判断方法是通过比较断电前的线圈的电流和灯泡的电流的大小来确定．

【典型例题】（多选）如图所示甲、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将逐渐变暗

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

【思路探究】

(1)判断S闭合时，A、L中电流的方向及大小。

(2)明确S断开时，由于自感电动势，L中电流变化情况。

(3)由L中电流变化情况，根据A、L的连接关系，确定灯泡中电流的变化情况。

【答案】AD

【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间不变，以后渐渐变小，A正确，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。