人教版(新教材)高中物理选择性必修2教学设计5：2 4互感和自感教案.docx

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册

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2.4互感和自感

〖教学目标〗

物理观念：通过互感、自感及自感电动势等概念的提出，体会物理概念的产生过程。

科学思维：认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，感悟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辩证唯物主义观点。

科学探究：知道自感电动势大小受到哪些因素影响。

科学态度与责任：通过互感和自感现象在生产、生活中的应用，体会科学对社会发展的推动作用。

〖教学重点〗

自感现象产生的原因及特点。

〖教学难点〗

运用自感知识解决实际问题。

〖教学准备〗

多媒体课件、自感现象演示仪。

〖教学过程〗

一、新课引入

两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么?

二、新课教学

（一）互感现象

就是互相有感觉，不过这有感觉可不是说人和人，而是电路跟电路之间的感觉。

那么两个电路之间怎么会有感觉呢？

1.互感的定义

法拉第是通过这个实验装置发现电磁感应现象。他把两个线圈绕在同一个铁芯上。闭合或者断开左边开关的瞬间，就可以通过这个电流表观察到右边的电路中产生了电流。在这个实验中两个电路之间并没有直接相连，但当一个电路中的电流发生变化时，它所产生的磁场也发生变化，会是另一个电路中产生感应电动势和感应电流，这种现象就叫做互感现象。

互感现象中产生的感应电动势叫做互感电动势。

2.互感的应用

利用感现象可以把电能从一个电路传递到另一个电路，因此它在电学技术中有着广泛的应用。主要有以下几个：

①变压器。它们的结构是这个样子，它有两个线圈套在同一个铁芯上，向其中一个线圈通入变化的电流时，在另一个线圈中就会产生感应电动势，对外供电。电能从一个线圈儿传到了另一个线圈。

②收音机。收音机中的磁性天线也是利用互感现象。把广播电台的信号从一个线圈传递到另一个线圈的。

③无线充电等。

3.互感的危害与防止

影响互感的因素：两个线圈的形状，大小，匝数，有无铁芯甚至相对位置，当都会影响互感的大小。

而且实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。只是互感的这种相互作用会随着两个电路之间距离的增加而快速的减小。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。

课堂练习

例1：如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是()

A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引

C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引

〖答案〗B

〖解析〗t1时刻B中感应电流为零，故两环作用力为零，A错误；t2和t3时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确，C错误，t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，D错误。

（二）自感现象

如果某个电路中的电流发生变化，在它自身的回路中能不能也产生感应电动势呢？

1.自感现象的定义

当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。

演示实验1：观察两个灯泡的发光情况

图中A1和A2是两个完全相同的小灯泡，R1和R是两个滑动变阻器用来调节电流。闭合开关之后，先调节R使两个小灯泡一样亮，再调节干路中的，R1使两个灯都正常发光。然后断开开关S，当再闭合S时可以看到两个灯泡点亮的情况是不一样的？

现象：A2立刻就正常发光了，但A1却是逐渐变亮，延迟了一会儿才正常发光的。这是为什么呢？

分析：这个支路中有一个电感，看来就是这个家伙造成了这些反常现象。在闭合开关的瞬间通过电感线圈的电流增加，使得穿过线圈的磁通量增大。由楞次定律此时在线圈中会产生一个与通入的电流方向相反的感应电动势阻碍行程中的磁通量增大，也就是阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的小灯泡不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。我们把这种自感现象称为通电自感。

演示实验2：观察开关断开时灯泡的亮度

把小灯泡和一个电感并联后，连入电路线闭合开关，使小灯泡正常发光。然后再断开电路观察灯泡亮度变化。

现象：A灯并不是立即熄灭，而是先闪亮一下才熄灭。

分析：在开关断开前电感和灯泡中都会有向右的电流。当开关断开的瞬间，灯泡中由电源提供的电流立即消失，通过电感线圈的电流减弱，使得穿过线圈的磁通量也迅速减弱。根据楞次定律，此时线圈中就会产生一个与原电流方向相同的感应电动势，阻碍线圈中的磁通量减小，也就是阻碍线圈中的电流减小。而这个