人教版物理（中職）類 5.6 自感 互感 教案（表格式2課時）

課題第五章電場與磁場電磁感應第六節(jié)自感互感2課時教學目標知識目標1.了解自感現(xiàn)象；2.了解自感電動勢及自感的概念；3.知道自感電動勢的產生條件及影響自感電動勢大小的因素；4.了解互感現(xiàn)象。能力目標1.通過對自感的學習，能簡述熒光燈的工作原理；2.通過對互感的學習，能簡述變壓器的工作原理；3.通過本節(jié)的學習，增強分析電路問題的能力。情感目標1.通過本節(jié)的學習，體會科學對實踐的指導作用；2.激發(fā)學生在科學方面的學習動機和興趣，培養(yǎng)學生學習科學的積極態(tài)度。重點熒光燈、變壓器的工作原理難點自感現(xiàn)象教具多媒體展示系統(tǒng)、自感現(xiàn)象演示實驗裝置主要教學過程學生活動教學過程設計一、引入課題用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-63。提問：我們的教室中一般有很多熒光燈，如圖所示，可能某天其中一只熒光燈不亮了，電工來檢查后發(fā)現(xiàn)是啟輝器的原因，換上一個新的啟輝器，熒光燈又正常發(fā)光了。此時，你是否有這樣的疑問：啟輝器是做什么用的？沒有啟輝器熒光燈為什么不亮呢？（一般情況下，學生回答不出來。）引入課題：要想比較準確地了解這個的問題，我們必須學習今天的課程——第六節(jié)自感互感。二、自感用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-64。演示實驗：如圖所示的實驗裝置，燈泡和帶鐵芯的線圈并聯(lián)在直流電路中。閉合開關，給燈泡供電，燈泡不亮；當斷開開關時，燈泡卻在這一瞬間閃了一下，發(fā)出明亮的光。提問：請問同學們當電源給燈泡供電時，燈泡為什么不亮？（電壓過低，不能滿足燈泡正常發(fā)光的需要。）提問：當斷開開關時，燈泡為什么會亮了一下？（燈泡兩端產生了一個能讓它發(fā)光的高電壓。）為什么會有這種現(xiàn)象呢？原來，閉合開關后，燈泡和線圈中都有電流流過，只是由于燈泡的額定電壓較高，一節(jié)電池提供的電壓遠遠不能滿足它的要求，因此燈泡不明顯發(fā)光。當電路斷開時，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也迅速減少，因而在線圈中產生了較大的感應電動勢。雖然此時電源已經斷開，但線圈和燈泡組成了閉合回路，在這個回路中產生的感應電流通過燈泡，使其瞬間發(fā)光。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫作自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產生的感應電動勢，叫作自感電動勢。自感電動勢的大小跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關，線圈的磁場是由電流產生的，因此穿過線圈的磁通量變化的快慢跟電流變化的快慢有關。對同一個線圈來說，電流變化得越快，線圈中產生的感應電動勢就越大。對于不同的線圈，在電流變化快慢相同的情況下，產生的自感電動勢一般是不同的。電學中用自感系數來表示線圈的這種特性，簡稱自感或電感。線圈的自感系數跟線圈的形狀、長短、匝數等因素有關。線圈的橫截面積越大，線圈越長，匝數越多，它的自感系數就越大。另外，有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。自感系數常用L表示，它的SI單位是H（亨）。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-65。自感線圈是交流電路中的重要元件，在各種電器設備和無線電技術中有廣泛的應用，如圖所示。在自感系數很大而電流又很強的電路（如大型電動機的定子繞組）中，在切斷電路的瞬間，由于電流在很短的時間內發(fā)生很大的變化，會產生很高的自感電動勢，在斷開處形成電弧，這不僅會燒壞開關，甚至危及工作人員的安全。因此，切斷這類電路時必須采用特制的安全開關。在日常生活中，將正在使用的電器的插頭從插座上拔出時，由于自感現(xiàn)象經常會產生電火花，容易發(fā)生危險。正確的做法是在使用完電器后，先關掉電器的電源開關，再將插頭從插座上拔出。三、熒光燈的工作原理用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-66。熒光燈的電路如圖所示，它主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。鎮(zhèn)流器是一個帶鐵芯的線圈。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-67。啟輝器的結構如圖所示，它是一個充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個電極，一個固定不動的靜觸片和一個用雙金屬片制成的U形動觸片。燈管內充有稀薄的水銀蒸氣。當水銀蒸氣導電時，就發(fā)生紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的光。由于激發(fā)水銀蒸氣導電所需的電壓比220V的電源電壓高得多，因此，熒光燈在開始點燃時需要一個高出電源電壓很多的瞬時電壓。在熒光燈點燃后正常發(fā)光時，燈管的電阻變得很小，只允許通過不大的電流，電流過強就會燒壞燈管，這時又要使加在燈管上的電壓大大低于電源電壓。這兩方面的要求都是利用跟燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器來達到的。當開關閉合后，電源電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產生的熱量使U形觸片膨脹伸長，跟靜片接觸而使電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，兩個觸片分離，電路自動斷開。在電路突然斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器的兩端由于自感現(xiàn)象產生一個瞬時高電壓，這個電壓和電源電壓都加在燈管的兩端，使燈管中的水銀蒸氣導電，于是熒光燈管成為電流的通路開始發(fā)光。在熒光燈正常發(fā)光時，與燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器就起著降壓限流的作用，保證熒光燈的正常工作。四、互感用多媒體展示系統(tǒng)展示上一節(jié)中的教材圖5-55。如圖所示，當線圈A中的電流發(fā)生變化時，穿過線圈B的磁通量就發(fā)生變化，在線圈B中就會產生感應電動勢。這種由于一個電路中電流的變化，在另一個電路中產生感應電動勢的電磁感應現(xiàn)象稱為互感。在互感現(xiàn)象中，兩個電路間并沒有電的聯(lián)系，而是通過磁的聯(lián)系把電能從一個電路輸送到另一個電路。電工和無線電技術中使用的各種變壓器，都是根據互感的原理制造的。五、變壓器的工作原理變壓器是利用互感原理工作的電磁裝置，主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-68。常見的變壓器結構如圖所示，一個線圈跟電源連接，叫作原線圈（初級線圈）；另一個線圈跟負載連接，叫作副線圈（次級線圈）。兩個線圈都是用絕緣導線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片等磁性材料疊合而成。如果把變壓器的原線圈接在交流電源上，在原線圈中就有交變電流流過。交變電流在鐵芯中產生交變的磁通量，這個交變的磁通量經過閉合磁路的同時穿過原線圈和副線圈，在原、副線圈中都要產生感應電動勢。在理想情況下，可以認為穿過這兩個線圈的交變磁通量相同，這兩個線圈的每匝產生的感應電動勢相等。因此理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數比。設理想變壓器原線圈兩端的電壓是U1，副線圈兩端的電壓是U2，原線圈的匝數是n1，副線圈的匝數是n2，則n2＞n1時，U2＞U1，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫作升壓變壓器；n2＜n1時，U2＜U1，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫作降壓變壓器。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖5-69。常見的變壓器如圖所示。目前我國遠距離輸電采用的電壓有110kV、220kV和330kV，有的線路已經開始采用550kV的超高壓送電。一般大型發(fā)電機組輸出的電壓等級分別為10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。這樣的電壓不符合遠距離輸電的要求，所以要用變壓器升壓。發(fā)電廠發(fā)電機發(fā)出的電，經過升壓站升高電壓，由高壓輸電線向外輸送，到達用戶一方時，先在一次高壓變電所將電壓降到110kV，再由二次高壓變電所降到10kV，其中一部分送到需要高電壓的工廠，另一部分送到低壓變電所降到220V或380V送給一般用戶。學生觀看學生思考并回答板書板書學生觀察學生回答學生回答板書板書板書板書學生觀看結合生產結合生活板書學生觀看學生觀看這一部分也可利用動畫和視頻更加生動地說明板書學生觀看板書板書學生觀看板書板書板書板書學生觀看結合生活小結自感互感1．自感由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫作自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產生的感應電動勢，叫作自感電動勢。自感電動勢的大小跟跟電流變化的快慢和線圈的自感系數有關。線圈的自感系數跟線圈的形狀、長短、匝數等因素有關。2．熒光燈的工作原理熒光燈主要是依靠鎮(zhèn)流器的自感作用來工作的。3．互感由于一個電路中電流的變化，在另一個電路中產生感應電動勢的電磁感應現(xiàn)象稱為互感。4．變壓器的工作原理變壓器是利用互感原理工作的電磁裝置。回顧本節(jié)知識隨堂練習練習5-61．答自感電動勢的大小跟穿過線圈的磁通量變化的快慢和線圈的自感系數有關。2．答當開關閉合后，電源電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產生的熱量使U形觸片膨脹伸長，跟靜片接觸而使電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，兩個觸片分離，電路自動斷開。在電路突然斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器的兩端由于自感現(xiàn)象產生一個瞬時高電壓，這個電壓和電源電壓都加在燈管的兩端，使燈管中的水銀蒸氣導電，于是熒光燈管成為電流的通路開始發(fā)光。3．