【选修3-2】互感和自感教案.docVIP

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 能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。 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。) 问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。 (学生一时回答不了。再用实验启发。) 【演示实验2】将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述实验，这时灯泡不再闪亮。 引导学生分析得出：在开关断开这一瞬间，增大的电压是线圈产生的。 问3：线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢？ 2、分析现象，建立概念 ⑴ 讨论：组织学生讨论。出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。 ① 引导学生将这里的线圈与P、6图4—2。2所示实验中的线圈加以对比。在图4—2。2所示实验中，线圈本身也不是电源，但在磁铁插入或拔出线圈的过程中，由于线圈中的磁通量发生了变化，故线圈中产生了感应电动势，从而使电路中产生了感应电流。 ② 问：这个实验中，线圈也发生了电磁感应。那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢？ ③ 引导学生进一步分析： 问1：开关接通时，线圈中有没有电流？ (有电流。) 问2：有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场？根据是什么？ (线圈会产生磁场。根据电流的磁效应。) 问3：既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗？ (没有磁通量了。) 问4：所以，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗？如何变化？ (变了。从有到无。) 问5：穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象？ (会发生电磁感应现象，线圈会产生感应电动势。) ⑵ 讨论小结：开关接通后，线圈中存在稳定的电流，线圈内部铁芯存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大；在开关断开瞬间，线圈中的电流迅速减小到0，穿过线圈的磁通量也迅速减小到0，使线圈产生感应电动势，这时线圈就相当于一个电源。由于开关断开很快，故穿过线圈的磁通量变化很快，就产生了较大的感应电动势，使灯泡两端的电压增大了。 ⑶ 建立概念：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为自感。 自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。 3、演示实验，强化概念 【演示实验3】演示通电自感现象。实验电路如图。 开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。 问：为什么会出现这种现象呢？ (开关接通时，线圈中的电流从无到有，使得穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生了自感电动势，使灯1逐渐亮起来。) 问：为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？ 4、综合因素，讲解规律 教师说明：在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。 特点