2015年高中物理 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2

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1、第六节互感和自感教学目标:(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

2、辩证唯物主义观点教学重点:互感和自感的应用与分析教学难点:互感和自感的应用与分析教学方法:复习讨论,教师讲授启发教学用具:自感现象示教板,多媒体课件教学过程:(一)引入新课提问:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?引起回路磁通量变化的原因有哪些?(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)新课教学1、互感现象教师: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

3、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。总结: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。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。教师: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。请大家举例说明。学生:变压器,收音机里的磁性天线。2、自感现象教师

4、:我们现在来思考第二个问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?下面我们首先来观察演示实验。[实验1]演示通电自感现象。画出电路图(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)现象:跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。提问:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。学生:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,

5、L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间。[实验2]演示断电自感。画出电路图(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?现象:S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭。提问:为什么A灯不立刻熄灭?学生:当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,L中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小。L相当于一个电源,此时L与A构成闭合回路,故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下,说明流过A的电流比原电流大教师:用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图,如

6、下图所示.结论:导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。提问: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。学生分组讨论。师生共同活动:推断出能量可能存储在磁场中。以上只能是一种推断,电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。教师: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。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?学生:当线圈通电瞬间和

7、断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比,与线圈的自感系数L成正比。写成公式为E=LL叫自感系数,自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大。另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。自感系数的单位:亨利,符号H,更小的单位有毫亨(mH)、微亨(μ

8、H)1H=103mH1H=106μH小结:1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。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。2导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产

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