46互感和自感學案

1、4.6互感和自感學案第六節(jié)互感和自感學案【學習目標】(1) 、知道互感現(xiàn)象和互感電動勢。(2) 、知道自感現(xiàn)象和自感電動勢。(3) 、知道自感系數。(4) 、了解日光燈的工作原理(5) 、會靈活運用公式求感生電動勢(6) 、會利用自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象解釋相關問題【學習重點】自感現(xiàn)象產生的原因及特點。【學習難點】運用自感知識解決實際問題?！緦W習方法】討論法、探究法、實驗法【學習用具】變壓器原理說明器(用400匝線圈)、線、開關，日光燈組件，【學習過程】一、復習舊課，引入新課1、引起電磁感應現(xiàn)象最重要的條件是什么？2、楞次定律的內容是什么？二、新課學習的電問題：在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連

2、接，當一個線圈中流變化時，在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢？（一）互感現(xiàn)象 兩個線圈之間并沒有導線相連，但當一個線圈中的電流變化時， 會在另一個線圈中產生感應電動勢。這種現(xiàn)象叫做利用互感現(xiàn)象可以 把 由一個線圈傳遞到另一個線圈。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成 的。如下圖所示。燈泡兩只、滑動變阻器、電源 （3V）、導它所產生的變化的磁場，這種感應電動勢叫做。1在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作 , 這時要 設法電路間的互感現(xiàn)象。例如在電路板的刻制時就要設法減小電路間的現(xiàn)象。（二）、自感現(xiàn)象1、動手做一做實驗 1：斷電自感現(xiàn)象。學生幾人一組作實驗 實驗電路如圖所示。接通電

3、路，燈泡正常發(fā)光后，迅速斷開 開關，可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。問 1： 燈泡閃亮一下，說明了什么問題？問 2：在開關斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的。實驗 2：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實驗，這時燈泡不再閃亮問 3：線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的呢？2、分析現(xiàn)象，建立概念討論：相互討論。出示實驗電路圖，運用己學過的電磁感應的知識來分析實驗現(xiàn)象。問：這個實驗中，線圈也發(fā)生了電磁感應。那么是什么原因引起 生電磁感應呢？2問 1：開關接通時，線圈中有沒有電流？問 2：有電流通過線圈時，線圈會不會產生磁場？根據是什么？問 3：既然線圈產生了磁場，那么就有磁感線穿過線圈，線穿

4、過線圈胎量就不等于 0。開關斷開后，線圈中還有磁通量嗎？問 4：所以，在開關斷開這一過程中，穿過線圈的磁通量變了嗎？如 化？問 5：穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，會發(fā)生什么現(xiàn)象？(2) 討論小結：(3) 建立概念：上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，發(fā)生電磁感 原因是由于通自感現(xiàn)象：由于自感電動勢：在 3、演示實驗，強化概念實驗 3： 電自感現(xiàn)象。實驗電路如圖。開關接通時，可以看到，燈泡問：為什 這種現(xiàn)象呢？問：為什么自感電動勢不是使燈泡線圈發(fā)的磁何變應的演 示通么會出現(xiàn)體本發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象現(xiàn)象中產生的感應電動勢4、綜合因素，講解規(guī)律在自感現(xiàn)象中，自感電動勢的產生是由于導 身的電流發(fā)

5、生了變化而引起的，而自特點：自感電動勢總是具體而言：2 立即正常發(fā)光，而燈泡 1 突然變得很亮，而是使它慢慢變亮呢 ?導體中原來電流的 1 是逐漸亮起來的。的。 。3過導體的電流發(fā)生變化而引起磁通量變化。這種電磁感應現(xiàn)象稱為 感電動勢卻總是阻礙導體中原來電流的變化的。如果導體中原來的電流是增大的，自感電動勢就要阻礙原來電流 的增 大。I原f,則£自（I自）與I原相反如果導體中原來的電流是減小的，自感電動勢就要阻礙原來電流 的減 小。I 原 I， 則£自（ I 自）與 I 原相同5、分析實驗，深化理解實驗 1 稱為斷電自感現(xiàn)象，實驗 2 稱為通電自感現(xiàn)象。那么，在實 驗1 中

6、電路接通的瞬間 , 線圈是否發(fā)生自感？在實驗 2 中，把開關斷開時， 線圈是 否發(fā)生自感現(xiàn)象呢？實驗 2 中，如果以很快的頻率反復打開、閉合開關，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？實驗 1 中開關斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了，燈還閃亮一 下。 這些能量是哪里來的呢？是憑空產生了能量嗎？（二）、自感系數問：感應電動勢的大小跟什么因素有關？自感電動勢的大小跟其它感應電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通 量的 變化快慢有關。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的 , 故自感電 動勢的大小跟導體中電流變化的快慢有關。（閱讀教材）理論分析表明： E= oL 稱為線圈的自感系數，簡稱自感或 。自感表示線圈產生

7、本領大小的物理量。 L 的大小跟線圈的形狀、長短、匝數、有無鐵芯有關。單位：亨利 （H）1H= mH= U H（三）、自感現(xiàn)象的應用一一日光燈的原理日光燈就是利用自感現(xiàn)象的例子。燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內 充有 微量的氧和稀薄的天然汞蒸汽，燈管內壁涂有熒光物質。當燈管內的 氣體被擊 穿而導電時，燈管兩端的燈絲就會釋放出大量的電子，這些電子 與汞原子碰撞 而放出紫外線，涂在燈管內的熒光物質在紫外線的照射下發(fā) 出可見光，根據不 同的需要充以不同的氣體，并在管的內壁上涂上不同的 熒光物質，就可制造出 不同顏色的日光燈了。日光燈的電路圖如下圖所示：4其中：啟動器的作用是當開關閉合時電源把電壓加在啟

8、動器兩極間， 使氤 氣放電發(fā)出輝光，輝光產生的熱量使 U 形觸片膨脹伸長接觸靜片而電 路導通， 于是鎮(zhèn)流器中的線圈和燈管中的燈絲就有電流通過，電路接通后， 啟動器中的 氧氣停止放電， U 形觸片冷卻收縮，電路斷開，鎮(zhèn)流器線圈因 自感產生一個瞬 時高壓，這個高壓加上電源兩端的電壓一起加在燈管的兩 端，使水銀蒸汽開始放電導通，使日光燈發(fā)光。在啟動器兩觸片間還并聯(lián) 了一個電容，它的作用是 在動靜觸片分離時避免產生火花而燒毀，沒有電 容器，啟動器也能正常工作， 日光燈啟動后，啟動器就不需要了。鎮(zhèn)流器就是一個自感系數很大的線圈，在日光燈點燃時，利用自感現(xiàn) 象， 產生瞬時高壓，在日光燈正常發(fā)光時，利用自感

9、現(xiàn)象起降壓限流的作 用。（四）磁場中的能量 開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關 斷開 時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成 ?；A達標：1 如圖所示的電路L為自感線圈，R是一個燈泡，E是電源，在K閉合瞬 間，通過電燈的電流方向是，在K切斷瞬間，通過電燈的電流方向 是.2. 如圖所示，多匝線圈 L 的電阻和電池內阻不計，兩個電阻的阻值都 是 R,電鍵S原來是斷開的，電流IO=E今合上電鍵S將一電阻短路，于是線圈有自感電 動勢產生，此 2R電動勢（ ）A. 有阻礙電流的作用，最后電流由 10 減小到零B. 有阻礙電流的作用，最后電流總小于 10C. 有阻礙電流增大

10、的作用，因而電流將保持10不變D.有阻礙電流 增大的 作用，但電流最后還是增大到 2103. 如圖所示的電路中，電源電動勢為 E,內阻r不能忽略.R1和R2是兩個定值電阻，L是一個自感系數較大的線圈.開關S原來是斷開的.從閉合 開關 S 到電路中電流達到穩(wěn)定為止的時間內，通過 R1 的電流 II 和通 過 R2 的電 流 12 的變化情況是（）A. II 開始較大而后逐漸變小B. II 開始很小而后逐漸變大C. 12 開始很小而后逐漸變大D. 12 開始較大而后逐漸變小 4.如圖所示，電燈 A 和 B 與固定電阻 的電阻均為R, L是自感系數很大線圈 . 當 S1 閉合、 S2 斷開且電路穩(wěn)定時， A、B 亮度相同，再閉合 S2，待電路穩(wěn)5定后將 S1 斷開，下列說法正確的是（）A. B 立即熄滅B. A 燈將比原來更亮一些后再熄滅C. 有電流通過 B 燈，方向為 cdD. 有電流通過 A 燈，方向為 ba5.在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示 . 其道理是(A. 當電路中的電流變化時，兩股導線產生的自感電動勢相互抵消B. 當電路中的電流變化時，兩股導線產生的感應電流相互抵消C. 當電路中的電流變化時，兩股導線中原電流的磁通量相互抵消D.以上說法都不對6. 如圖所示，線圈的直流電阻為 1