高中物理46互感和自感学案新人教版选修32
《互感和自感》教案(人教版选修3-2)
4.6 互感和自感一、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二、重点、难点及解决办法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3．解决办法：通过分析实验电路和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。
三．学生活动设计：启发引导学生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。
四．教具准备通、断电自感演示装置，电池四节（带电池盒）导线若干五．重点、难点的学习与目标完成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？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。
高中物理选修3-2人教版学案设计 4.6《互感和自感》
互感和自感知识梳理1.互感现象：绕在同一铁芯上的两个线圈，当其中一个线圈上的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_______________，这种现象就叫互感.2.自感现象：当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也会在它本身激发出感应电动势.这种由于导体本身的___________而使自身产生电磁感应的现象叫做自感.3.自感电动势：由于自感而产生的_____________叫做自感电动势.4.自感系数：自感系数L简称自感或电感，它跟线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关，线圈的横截面积越__________、线圈绕制得越__________、匝数越__________，它的自感系数就越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时__________.单位：__________，符号是H.常用的还有__________（mH）和__________（μH），换算关系是：1 H=__________mH=__________μH.5.磁场的能量：线圈中有电流，就有磁场，__________就储存在磁场中.疑难突破如何理解线圈内自感电动势的方向？剖析：自感电动势的作用总是阻碍导体中电流的变化，其方向总是跟导体中电流的变化相反，所以研究自感电动势的方向要从研究导体中电流的变化着手.如图甲所示，当开关S接通的瞬间，L内的电流方向是由左向右，当S闭合后，由于电路的总电阻减小，闭合瞬间L内电流增大，L内产生的自感电动势阻碍其电流增大，所以自感电动势的方向向左.图甲图乙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，这时D点电势比C点电势高，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，其方向与电流的方向相反.当导体中的电流减小时，自感电动势就阻碍电流的减小，其方向与电流方向相同，对电流的减小起到补偿作用.问题探究问题：如何设计实验，进行比较通电自感和断电自感？探究：1.实验电路甲图为通电自感实验，图乙为断电实验.说明：图甲中调节R 后使A 1、A 2两灯泡亮度相同，在图乙中流过线圈L 的电流大于通过灯泡A 的电流，即I L >I A .图甲 图乙2.实验现象 在图甲中，闭合开关S ，灯泡A 2立刻正常发光，而跟线圈L 串联的灯泡A 1却是逐渐亮起来.在图乙中，断开开关S ，灯泡A 并非立即熄灭，而是过会才逐渐熄灭.3.实验分析现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生变化.说明：①自感现象是一种特殊的电磁感应现象.②在断电自感实验中，S 断开前后，流过灯泡A 的电流方向相反.探究结论：通过实验探究，可以发现穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势，在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势.典题精讲【例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思路解析：线圈的自感系数与线圈的形状、长短，匝数及有无铁芯有关，与线圈中的电流无关，B 、C 错，D 对.由E 自=LtI ∆∆知，自感系数越大，自感电动势不一定越大. 答案：D【例2】如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是（）A.合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿熄灭思路解析：本题考查了对通电自感和断电自感现象的理解，以及纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线，通电瞬间，L中有自感电动势产生，与L在同一支路的灯A1要逐渐变亮，而A2和电源构成回路则立即亮；稳定后，A1与A2并联，两灯一样亮，断开开关瞬间，L中有自感电动势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭.答案：AD知识导学本节要学习的自感现象是一种特殊的电磁感应现象，要明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律.导体本身的电流变化，引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化，即当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小.自感现象十分普遍，只要电路中电流发生变化，都会有程度不同的自感现象发生，我们需要利用它时，就可设法增大自感系数，反之，则设法减小自感系数.课本中从利、害两方面举了不同的例子，所以我们要全面认识问题，趋利避害.疑难导析理解自感电动势，就必须了解自感现象的特殊性，具特殊性在于产生原磁场和产生感应电动势的是同一导体.其次还要了解到自然现象产生的原因，其原因是导体本身的电流发生变化而引起穿过自身的磁通量的变化，从而产生感应电动势.再次，自感现象的变化规律符合电磁感应现象的一般规律如法拉第电磁感应定律和楞次定律，所以在学习过程中，要把这两大定律运用自如.问题导思做实验的目的在于能对实验本质有更深一层的理解.在通电自感中，由于线圈中电流增大，线圈产生的自感电动势要阻碍电流的增大，电流的增大变缓，所以与自感线圈相串联的灯泡A会逐渐变亮.在断电自感中，断开电路，电路中电流变小，但自感线圈仍然能与其他用电器构成回路，自感线圈中产生感应电流，阻碍电路中电流的减小，这样与线圈构成回路的电灯A会过会儿才熄灭，这个时候自感线圈相当于一个给电灯A供电的电源，如果电灯A中电流原来较小，在断开开关的瞬间，通过电灯A的电流突然增大，电灯才会突然闪一下再熄灭.典题导考【典题变式1】关于线圈的自感系数下列说法正确的是（）A.线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系数一定越大B.线圈中的电流变化越快，自感系数越大C.线圈中的电流为零时，自感系数也为零D.线圈的自感系数是由线圈本身的几何尺寸及铁芯情况决定的量思路解析：线圈的自感系数由线圈本身结构的特点决定.答案：D【典题变式2】如图所示，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是自感系数相当大的线圈，其电阻阻值与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯A1、A2亮暗的先后顺序是（）A.接通时，A1先达最亮；断开时，A1后暗B.接通时，A2先达最亮；断开时，A2后暗C.接通时，A1、A2同时达最亮；断开时，A1后暗D.接通时，A2先达最亮；断开时，A1后暗答案：A。
【高二】4.6 互感和自感 学案(人教版选修3 2)
【高二】4.6 互感和自感学案（人教版选修3 2）【高二】4.6互感和自感学案（人教版选修3-2）4.6互感和自感学案（人教版选修3-2）1．两个相互紧邻的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场可以在另一个线圈中产生感应器电动势，这种现象叫做互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传达至另一个线圈．2．当一个线圈中的电流发生变化时，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，同时也在其本身激发出感应电动势，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流增大；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍电流的减小．3．通过一个线圈的电流在光滑减小时，则这个线圈的( )a．自感系数也将均匀增大b．自感电动势也将光滑减小c．磁通量也将均匀增大d．自感系数和自感电动势维持不变答案cd解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流减小，磁通量减小，故c项恰当；而自感系数由线圈本身同意，与电流大小毫无关系；自感电动势el＝lδiδt，与自感系数和电流变化率有关，对于取值的线圈，l一定，未知电流光滑减小，表明电流变化率恒定，故自感电动势维持不变，d项恰当．4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )a．自感电动势越大，自感系数也越大b．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小c．把线圈匝数减少一些，自感系数变小小d．电感是自感系数的简称答案a解析自感系数是由线圈本身的特性决定的．线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大．另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多．5．例如图1右图，l为自感系数很大的线圈，电路平衡后大灯泡正常闪烁，当断裂控制器s的瞬间可以存有( )图1a．灯a立即点燃b．灯a慢慢熄灭c．灯a忽然闪亮一下再慢慢点燃d．灯a突然闪亮一下再突然熄灭答案a解析当开关s断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈l与灯a串联，在s断开后，不能形成闭合回路，因此灯a在开关断开后，电供给的电流为零，灯就立即熄灭．【概念规律练习】知识点一对自感现象的理解1．关于自感现象，恰当的观点就是( )a．感应电流一定和原的电流方向相反[:高.考.资..网]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答案d解析当电流减少时，自感电动势的方向与原的电流逆向，当电流增大时与原的电流同向，故选项a错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小毫无关系，故选项b错误；自感系数只依赖于线圈的本身因素，与电流变化情况毫无关系．故选项c错误；融合选项b的错误原因所述，选项d恰当．点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．2．关于线圈的自感系数、自感电动势以下观点中恰当的就是( )a．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大b．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量c．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变d．自感电动势总与原电流方向恰好相反答案c解析线圈的自感系数由线圈本身的因素同意．e自∝δiδt，而不是e自∝δi，c 对，a、b错．线圈中电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流减小时，自感电动势方向与原电流方向恰好相反，d错．点评电流的变化量δi不等同于电流的变化率δiδt，e∝δiδt而不是e∝δi.自感系数仅和线圈本身有关．知识点二通电自感和断电自感3．如图2所示电路中，a、b是完全相同的灯泡，l是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )图2a．当开关s闭合时，a灯先亮，b灯后亮b．当控制器s滑动时，b灯先暗，a灯后暗c．当开关s闭合时，a、b灯同时亮，以后b灯更亮，a灯熄灭d．当控制器s滑动时，a、b灯同时暗，以后亮度维持不变答案c解析当控制器s滑动时，电路中电流减少，由于线圈的自感促进作用，其中产生一自感电动势制约电流的减少，此时a、b二灯相等于串联，同时暗；之后线圈相等于一段导线，将a灯短路，a灯点燃，因b灯所提电压减少而显得更暗．点评开关闭合时，线圈自感电动势与电电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．4．在例如图3右图的电路中，拎铁芯的、电阻较小的线圈l与灯a并联，当合上控制器s后灯a正常闪烁．则以下观点中恰当的就是( )图3a．当断裂s时，灯a立即点燃b．当断开s时，灯a突然闪亮后熄灭c．用阻值与灯a相同的线圈替代l互连电路，当断裂s时，灯a逐渐点燃d．用阻值与线圈l相同的电阻取代l接入电路，当断开s时，灯a突然闪亮后熄灭答案bc解析在s断开的瞬间，l与a构成闭合回路，灯a不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据p＝i2r可知，灯a能否闪亮，取决于s 断开的瞬间，流过a的电流是否更大一些．在断开s的瞬间，灯a中原的电流ia立即消失．但灯a和线圈l组成一闭合回路，由于线圈l的自感作用，其中的电流il不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果il>ia，则灯a熄灭之前要闪亮一下；如果il≤ia，则灯a是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于il和ia的大小关系，由ra和rl的大小关系决定：若ra>rl，则ia<il，灯将闪亮一下；若ra≤rl，则ia≥il，灯将逐渐熄灭．评测控制器断裂时，原电不提供更多电流，若线圈构成电路，则自感电动势可以通过电路构成电流，因此断电时线圈起著瞬间电的促进作用．【方法技巧练】[:学.科.网]一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧5．在图4甲、乙电路中，电阻r和电感线圈l的电阻都很小．接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光，则( )图4a．在电路甲中，断开s，a将渐渐变暗b．在电路甲中，断裂s，a将先显得更暗，然后渐渐变暗c．在电路乙中，断开s，a将渐渐变暗d．在电路乙中，断裂s，a将先显得更暗，然后渐渐变暗答案ad解析甲图中，灯泡a与电感线圈l在同一个支路中，穿过的电流相同，断裂控制器s时，线圈l中的自感电动势必须保持原电流维持不变，所以，控制器断裂的瞬间，灯泡a的电流维持不变，以后电流渐渐变大．因此，灯泡渐渐变暗．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必须大(因为电感线圈的电阻不大)，断裂控制器s时电感线圈的自感电动势必须制约电流的变大，电感线圈相等于一个电给灯a供电，因此在这一较长时间的时间内，逆向穿过a的电流从il已经开始逐渐变大的，所以灯泡必须先亮一下，然后渐渐变暗，故选项a、d恰当．方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．6．例如图5右图的电路中，s滑动且平衡后穿过电感线圈的电流2a，穿过灯泡的电流就是1a，将s忽然断裂，s断裂前后，能够恰当充分反映穿过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象就是( )图5答案d解析开关s断开前，通过灯泡d的电流是稳定的，其值为1a．开关s断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原的2a逐渐减小，方向不变，且同灯泡d构成回路，通过灯泡d的电流和线圈l中的电流相同，也应该是从2a逐渐减小为零，但是方向与原通过灯泡d的电流方向相反，d对．方法总结求解图象问题时，先必须搞清楚研究什么元上的电流随其时间的变化关系；其次必须根据线圈的自感电动势引发的感应电流的方向与原电流的方向就是相同还是恰好相反、大小如何变化等因素确认图象．二、两类自感的综合分析方法7．例如图6右图，线圈l的自感系数非常大，且其电阻可以忽略不计，l1、l2就是两个完全相同的小灯泡，随着控制器s的滑动和断裂的过程中，l1、l2的亮度变化情况就是(灯丝不能割断)( )图6a．s滑动，l1亮度维持不变，l2亮度逐渐变暗，最后两灯一样暗；s断裂，l2立即哪知，l1逐渐变暗b．s闭合，l1不亮，l2很亮；s断开，l1、l2立即不亮c．s滑动，l1、l2同时暗，而后l1逐渐点燃，l2亮度维持不变；s断裂，l2立即哪知，l1暗一下才攻灭d．s闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2逐渐变得更亮；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才熄灭答案d解析当s接通时，l的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，l1和l2串接后与电相连，l1和l2同时亮，随着l中电流的增大，l的直流电阻不计，l的分流作用增大，l1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，l2的电流增大，l2灯变得更亮．当s断开时，l2中无电流，立即熄灭，而电感l将要维持本身的电流不变，l和l1组成闭合电路，l1灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项d正确．方法总结当电路中存有电感l时，若电路中的电流发生变化，电感l的促进作用总是制约电流的变化．当电路平衡时，电感l相等于一段导体．若电感l中存有直流电力阻，则相等于电阻；若并无直流电力阻，则它相等于一根短路导线．8．如图7所示电路中有l1和l2两个完全相同的灯泡，线圈l的电阻忽略不计，下列说法中正确的是( )图7a．闭合s时，l2先亮，l1后亮，最后一样亮b．断裂s时，l2立刻点燃，l1过一会点燃c．l1中的电流始终从a到bd．l2中的电流始终从c至d答案a解析滑动s时，l2中立即存有从d至c的电流，先亮，而线圈由于自感促进作用，线圈中产生与原电流恰好相反的自感电动势，对原电流大小起著制约促进作用，通过线圈的电流逐渐减少，所以l1逐渐变暗，电路平衡后自感促进作用消失，线圈l相等于导线，所以最后l1、l2一样暗．断裂s时，l2中由电提供更多的电流瞬间消失，但是l中的电流由于自感的制约促进作用将逐渐增大，方向维持不变，并使线圈与l2、l1构成电路，因此l1、l2将过一会儿同时点燃．l1中的电流始终由b至a，l2中的电流先由d至c，后由c至d.方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大，断电时电流由有到无逐渐减小．。
最新人教版高中物理选修3-2第四章《互感和自感》示范教案
教学任务：学习自感的概念和种类。
师生活动：
问题引导：当线圈自身电流发生变化的时候，能否使其自身产生电磁感应现象呢？
结论：
由于导体本身的电流变化，而在导体自身产生的电磁感应现象，叫做自感。
自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。
由电磁感应现象产生的条件可以断定，在通电和断电瞬间，线圈中都会发生自感现象。而刚才在引入实验中人体触电的感觉，应该也是一种自感现象的表现。
5．在实验探究的过程中，对磁场中能量的传递和转化作出合理猜测，加深对能量守恒定律的理解。
教学重点难点
本节重点是引导学生正确理解自感现象的产生原因和结果，探究自感现象的规律。本节课的难点是分析自感电动势对原电流变化产生的阻碍作用。在教学过程中，可以采用演示实验、学生分组讨论等方式分析实验现象；进一步采用电流传感器精确地显示电流随时间的变化情况，帮助学生验证结论，同时更直观地体验自感的实质。
预习自学
1．互感：两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的________发生变化时，它所产生的________会在另一个线圈中产生________，这种现象叫做互感。
2．互感电动势：在________过程中产生的感应电动势。
3．自感：当一个线圈中________发生变化时，它产生的________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，这种现象称为自感。
教学方法与手段
以演示实验为先导，引导学生在实验现象的基础上，运用电磁感应的相关知识分析互感和自感的实质；以分组讨论的方法，调动学生积极思考；以电脑和传感器为手段，得到准确的It图象，得到更有说服力的结论。
教学媒体
两个多匝线圈(匝数可调)，开关，导线若干，干电池两节，自感现象演示仪(通电/断电自感)，电流传感器，多媒体设备，PPT课件，视频片段
物理人教版高中选修3-2互感与自感学案
第六节互感和自感【教学目标】1.知道互感现象，以及互感现象在电工技术和电子技术中的广泛应用。
2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。
3.知道自感系数的意义和决定因素任务一合作探究一、互感现象问题：右图中，当闭合或断开电键时，会有什么现象？1、互感现象:两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的磁场会在在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为。
互感现象中产生的感应电动势，称为。
互感现象是一种常见的现象，不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的之间。
2、应用：利用互感现象可以把从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
就是利用互感现象制成的。
危害：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，这时要设法减小电路间的互感。
二、自感现象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__________。
2、演示通电自感：分析右图中在闭合电键时，与线圈串联的灯泡A1为何逐渐亮起来？3、演示两种断电自感现象并分析：①断开电键时，线圈中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电键断开时，产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电，由于开关断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？③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？会有什么现象？三、自感系数实验表明：磁场的强弱正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化，可以说自感电动势正比于电流的变化率，写成等式即自感系数：自感系数L简称或决定因素：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。
高中物理 第四章 电磁感应 第6节 互感和自感教学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理
第6节互感和自感1.当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。
2．一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。
3．自感电动势的大小为E ＝L ΔI Δt，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。
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电 路 现 象自感电动势的作用通电自感接通开关瞬间，灯泡A 1逐渐地亮起来阻碍电流的增加断电自感断开开关瞬间，灯泡A 逐渐变暗，直至熄灭阻碍电流的减小4．自感电动势的大小 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 。
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〞。
1．自主思考——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。
高中物理 第六节互感和自感教案 新人教版选修3-2
第六节互感和自感一、教学目标知识目标1．了解互感现象的电磁感应特点。
2．指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。
3．明确自感系数的意义及决定条件。
能力目标1．能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。
2．提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养二、重点、难点分析1．重点：自感现象产生的原因及特点。
2．难点：运用自感知识解决实际问题。
三、教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、开关四、教学过程一、复习旧课，引入新课师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。
如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？生：穿过电路的磁通量发生变化。
师：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。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。
变压器就是利用互感现象制成的。
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，这时要设法减小电路间的互感现象(二)、自感现象1、演示实验，提出问题【演示实验1】断电自感现象。
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？(引导学生分析得出：灯泡的亮度由其实际功率决定。
灯泡闪亮一下，表明在开关断开这一瞬间，灯泡两端的电压比原来大。
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第6节互感和自感2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．下列说法正确的是（）A．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固B．汤姆孙发现了电子，并提出了原子的枣糕模型C．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，降低其温度，该元素的半衰期将增大D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小2．如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是A．增大抛射速度0v，同时减小抛射角θB．增大抛射角θ，同时减小抛出速度0vC．减小抛射速度0v，同时减小抛射角θD．增大抛射角θ，同时增大抛出速度0v3．如图所示是旅游景区中常见的滑索。
研究游客某一小段时间沿钢索下滑，可将钢索简化为一直杆，滑轮简化为套在杆上的环，滑轮与滑索间的摩擦力及游客所受空气阻力不可忽略，滑轮和悬挂绳重力可忽略。
游客在某一小段时间匀速下滑，其状态可能是图中的（）A．B．C．D．4．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A．B．C．D．5． OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（）A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小6．某银行向在读成人学生发放贷记卡，允许学生利用此卡存款或者短期贷款．一位同学将卡内余额类比成运动中的“速度”，将每个月存取款类比成“加速度”，据此类比方法，某同学在银行账户“元”的情况下第一个月取出500元，第二个月取出1000元，这个过程可以类比成运动中的()A．速度减小，加速度减小B．速度增大，加速度减小C．速度增大，加速度增大D．速度减小，加速度增大7．下列说法正确的是A．加速度为正值，物体一定做加速直线运动B．百米比赛时，运动员的冲刺速度越大成绩越好C．做直线运动的物体，加速度为零时，速度不一定为零，速度为零时，加速度一定为零D．相对于某参考系静止的物体，对地速度不一定为零8．小朋友队和大人队拔河比赛，小朋友队人数多，重心低，手握绳的位置低，A、B两点间绳倾斜，其余绳不一定水平，此可以简化为如图所示的模型。
相持阶段两队都静止，两队的总质量相等，脚与地面的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
各队员手紧握绳不滑动，绳结实质量不计。
以下说法正确的是（）A．相持阶段小朋友队和大人队所受地面的摩擦力大小不等B．无论相持还是胜败，两队脚与地面的摩擦力大小永远相等C．绳上拉力增大时，大人队会先败D．绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力9．下列叙述正确的是()A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外还具有动量B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型10．如图所示的甲、乙两图中，M为自耦变压器，R是滑动变阻器，P1、P2分别足它们的滑动键，将它们的输入端a、b、c、d分别接到相同的正弦交流电源上，在它们的输出端e、f和g、h上各接一个灯泡L1和L2，两灯泡均发光。
现将它们的滑动键P均向下滑动一小段距离，若在此过程中，灯泡不至于烧坏，则（）A．L1、L2均变亮B．L1变亮，L2变暗C．L1变暗，L2变亮D．L1、L2均变暗二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分''，电阻不计，两导轨之11．如图所示（俯视图），位于同一水平面内的两根固定金属导轨MN、A B CD间存在竖直向下的匀强磁场。
现将两根粗细均匀、完全相同的铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN垂直，不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（）A．回路中有顺时针方向的感应电流B．回路中的感应电动势不变C．回路中的感应电流不变D．回路中的热功率不断减小12．如图所示，MN 是一半圆形绝缘线，O 点为圆心，P 为绝缘线所在圆上一点，且OP垂直于MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下14圆弧上．下列说法中正确的( )A．O 点处和P 点处的电场强度大小相等，方向相同B．O 点处和P 点处的电场强度大小不相等，方向相同C．将一正点电荷沿直线从O 移动到P，电场力始终不做功D．将一正点电荷沿直线从O 移动到P，电势能增加13．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速向上滑动，则它在上滑高度h的过程中，以下说法正确的是A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．恒力F做的功与安培力做的功之和等于金属棒增加的机械能14．如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。
方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。
下列关于金属棒的速度v随时间t 变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）A．B．C．D．15．如图所示，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。
顶点a处的粒子源沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，其初速度大小v0=qBLm，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子第一次返回a点所用的时间是73m qB πB．粒子第一次返回a点所用的时间是6m qB πC．粒子在两个有界磁场中运动的周期是73m qB πD．粒子在两个有界磁场中运动的周期是6m qB π三、实验题：共2小题16．小汽车正在走进我们的家庭，一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要，而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。
人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：汽车正面投影面积S；汽车行驶速度v。
某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：①由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S及汽车行驶速度v的关系式为f=_______（要求用k 表示比例系数）；②由上述数据得出k的大小和单位是______________．（保留两位有效数字，用基本单位表示）17．某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。
当地重力加速度为g：(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。
电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为t，测得小球直径为d，电磁铁下表面到光电门的距离为()h h d，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组h及小球通过光电门的时间t，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出h _____（填“t”“2t”“1t”或“21t”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；(3)下列措施可以减小实验误差的是______。
A．选用直径较小，质量较大的小球B．选用直径较大，质量较大的小球C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些D．尽量让小球球心通过光电门四、解答题：本题共3题18．质量为M的滑块由水平轨道和竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道组成，放在光滑的水平面上．质量为m的物块从圆弧轨道的最高点由静止开始滑下，以速度v从滑块的水平轨道的左端滑出，如图所示．已知M:m=3:1，物块与水平轨道之间的动摩擦因数为µ，圆弧轨道的半径为R．（1）求物块从轨道左端滑出时，滑块M的速度的大小和方向；（2）求水平轨道的长度；（3）若滑块静止在水平面上，物块从左端冲上滑块，要使物块m不会越过滑块，求物块冲上滑块的初速度应满足的条件．19．（6分）2019年5月12日，在世界接力赛女子4X200米比赛中，中国队夺得亚军。
如图所示，OB为接力赛跑道，AB为长L=20m的接力区，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成定为犯规。
假设训练中甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持11m/s的速度跑完全程，乙运动员从起跑后到接棒前的运动是匀加速运动，加速度大小为2.5m/s2，乙运动员在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙两运动员相遇时完成交接棒(1)第一次训练，甲运动员以v=11m/s的速度跑到接力区前端A处左侧s0=17m的位置向乙运动员发出起跑口令，求甲、乙两运动员交接棒处离接力区前端A处的距离(2)第二次调练，甲运动员在接力区前端A处左测25m的位置以v=11m/s的速度跑向接力区，乙运动员恰好在速度达到与甲运动员相同时被甲运动员追上，则甲运动员在接力区前端A处多远时对乙运动员发出起跑口令以及棒经过接力区的时间，并判断这次训练是否犯规20．（6分）如图所示，在xOy平面内，MN与y轴平行，间距为d，其间有沿x轴负方向的匀强电场E。
y 轴左侧有宽为L的垂直纸面向外的匀强磁场，MN右侧空间存在范围足够宽、垂直纸面的匀强磁场（图中未标出）。
质量为m、带电量为+q的粒子从P（d，0）沿x轴负方向以大小为v0的初速度射入匀强电场。
粒子到达O点后，经过一段时间还能再次回到O点。
已知电场强度E=232mvqd，粒子重力不计。