电磁感应11.doc

高二物理教学案
【课题】互感和自感
【目标】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。
【重点】自感现象、自感系数。
【难点】能通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因
【过程】
●课堂提升
一、互感现象
当一个线圈中的电流变化时，它产生的 就发生变化，变化的磁场在周围空间产生 ，在感生电场的作用下，另一个线圈中的 定向运动，于是产生 电动势。
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 。互感现象产生的感应电动势，称为 电动势。
二、自感现象
［实验1］演示通电自感现象。
1、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？

2、为什么A1比A2亮得晚一些？

3电路接通时，电流由零开始 ，穿过线圈L的磁通量逐渐 ，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向 ，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。
1、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？

2、为什么A灯不立刻熄灭？

3、当S断开时，L中的电流突然 ，穿过L的磁通量逐渐 ，L中产生感应电动势，方向与原电流方向 ，阻碍原电流减小。L相当于电源，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 。

4、画出i—t变化图，如下图所示.

小节：导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫 现象。自感现象中产生的电动势叫 电动势。

三．自感系数
1、自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成 比，与线圈的自感系数L成 比。写成公式为E =
2、电流的变化率反映电流变化的 ，其值等于电流的变化与所用时间的比值。
3、自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。线圈的自感系数与线圈的 、 、 、 等因素有关。
实验表明，线圈越 ，越 ，匝数越 ，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 得多。
4、自感系数的单位： ，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H= mH 1H= μH

四、磁场的能量
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？能量可能存储在 中。
当线圈通电瞬间和断电瞬间，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。
【例1】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？

【例2】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则 （ ）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮， 然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗

【例3】如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 （ ）
A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B．小灯立即亮，小灯立即熄灭
C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭

【例4】．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）
A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭
D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭

【例5】如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则 （ ）
A．电键S闭合时，灯泡D1、Ｄ2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮
B．电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮
C．电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭
D．电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭

【例6】在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示.其道理是（ ）
A.当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B.当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C.当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D.以上说法都不对

●课后作业
1．下列关于自感现象的说法中，正确的是 （ ）
A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

2.如图所示，多匝线圈L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来是断开的，电流I0=，今合上电键S将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，此电动势（ ）
A.有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零
B.有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C.有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变
D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0

3.如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流为2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是图中的（ ）

4.如图所示实验中，带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯泡L1并联，当闭合开关S后，灯L1正常发光，下列说法中正确的是（ ）
①当断开S时，灯L1立即熄灭 ②当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭 ③若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1立即熄灭 ④若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭
A.①② B.③④
C.②③ D.①④

5．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是 （ ）
A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数
C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数

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