选修3-2第四章第六互感和自感导学案.doc

完整word)选修3-2第四章第六互感和自感导学案
第六节 互感和自感导学案
学习目标：
（一)知识与技能:①通过实验，能描述互感形成的过程。
②通过实验和理论分析，能概括出自感和自感电动势的作用.
③通过推导,能整理出自感电动势的表达式,并能说出自感系数意义及其决定因素。
（二）过程与方法：通过两个自感实验的观察和分析，培养学生的观察能力和分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观：通过对互感和自感的分析,感悟特殊现象中有普遍规律，普遍规律中包含特殊现象的辩证唯物主义观点.
知识链接：
1感应电流的产生条件有哪些？

2感应电流的方向遵从什么规律?

3感应电动势的大小遵从什么规律？

预习案：
1．如图，M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈,当电键S闭合瞬间,通过电流表的电流方向与图示电流方向 （填“相同"或“相反”）
2．如图22，两个圆形闭合线圈,当内线圈中电流强度I迅速减弱时，外线圈的感应电流方向为 .
3．M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图2,现将开关S从a处断开，然后合向b处，在此过程中，通过电阻R2的电流方向是 [ ]
A．先由c流向d,后又由c流向d　　B．先由c流向d，后由d流向c
C．先由d流向c，后又由d流向c　　D．先由d流向c，后由c流向d

总结:以上三道题有哪些共同点?什么是互感？什么是互感电动势？

4．自感电动势同样遵从电磁感应定律，即它的大小正比于穿过线圈的 ，
E∝.实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说,自感电动势正比于电流的变化率,即E∝，写成等式，为E＝L。式中L是比例系数与线圈的 、 、 ，以及 有关，叫做自感系数,简称电感。电感单位是 ，符号是 ，常用单位还有 ,

探究案：
探究一：互感和互感电动势
思考：1、如图，在同一铁芯上有两个线圈L1和L2,L1分别接干电池和交流电源,判断小灯泡能否发光？为什么？

2、描述互感形成的过程

3、对于接交变电流的线圈，它自身能否产生感应电动势？

探究二：自感及自感电动势
实验1：通电自感
电路图（如图所示),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

思考：①为什么A1比A2亮得晚一些？

②画出A1、A2的电流随时间变化的图像

实验2：断电自感
电路图（如图所示）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？

思考：为什么A灯不立刻熄灭？

总结上述两个实验得出什么结论？
提示：
1,线圈自身的电流变化时,能否产生感应电动势？

2，自感电动势在电路中有什么作用?

3，自感电动势的方向有何特点？
探究三：自感电动势的大小
思考:1，自感电动势的大小遵从什么规律？
2，推导自感电动势大小的表达式
3,自感系数由哪些因素决定?单位?

典型例题

S
L
A
B
例题1：如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计.当电键S闭合，等到灯泡亮度稳定后,下列说法正确的是（ ）
A、电键S断开时,A立即熄灭，而B会亮一下后才熄灭；
B、电键S断开时，B立即熄灭，而A会亮一下后才熄灭;
C、电键S闭合时,A、B同时亮，然后A熄灭；
D、电键S闭合时，A、B同时亮,然后B逐渐变暗,直到不亮，A更亮。
图4-6-4
例题2、如图4-6—4所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“－”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法正确（ ）
A．G1指针向左摆,G2指针向右摆
B．G1指针向右摆，G2指针向左摆
C．G1、G2的指针都向左摆
D．G1、G2的指针都向右摆

【变式训练】图中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计,当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当开关S断开时，将出现下面哪种现象（ ）
A、G1和G2的指针都立即回到零点
B、G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
C、G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D、G1的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
自我小结：

针对训练：
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．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是 （ ）
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3、下列单位哪些是正确的：（ ）
A、1亨 = 1欧·秒； B、1亨 = 1伏安/秒;
C、1伏 = 1韦/秒； D1伏 = 1亨·安/秒。
4、在制作精密电阻时,为了清除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象，采用图所示的双线绕法，其理由是( )
A、电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B、电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C、电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消
D、电路中电流变化时,电流的改变量互相抵消
5.图3所示的电路L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，在K闭合瞬间,通过电灯的电流方向是______________，在K切断瞬间，通过电灯的电流方向是______________。
6．图4所示是演示自感现象的实验电路图, L是电感线圈, A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的电阻值相同．当开关由断开到合上时,观察到自感现象是____，最后达到同样亮．
7．线圈中的电流如果均匀增大，则这个线圈的：（ ）
（A）自感电动势将均匀增大 （B)磁通量将均匀增大
(C）自感系数均匀增大 (D）自感系数和自感电动势都不变
8、如图所示，两个电阻的阻值都是R,多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I0=ε/2R.现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的作用是：
A、使电路的电流减小,最后由I0将小到0;
B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0；
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变；
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于2I0.
9、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：
A、接通时I1〈I2，断开时I1〉I2; B、接通时I1〈I2，断开时I1=I2；
C、接通时I1〉I2，断开时I1〈I2； D、接通时I1=I2，断开时I1〈I2.
10、如图所示,开关S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯泡的电流为i2，且i1>i2.在t1时刻，开关S断开,那么流过灯泡的电流i随时间t变化的图象是图中的（　　 ）

参考答案
预习案1、相反 2、顺时针 3、A 总结:
共同点：一个线圈中电流变化时,在另一线圈中激发出感应电动势。
一个线圈中电流变化时，它产生的变化磁场在另一线圈中激发出感应电动势的现象互感。
互感现象中产生的电动势叫互感电动势。
4、正比于磁通量变化率 ;大小、形状、圈数，有无铁芯；单位:亨利 ， 符号H 、 毫亨(mH），微亨（μH）
探究一:互感和互感电动势
思考：1 L1分别接干电池不发光接交流电源发光，L1接干电池时，电流恒定，恒定电流产生恒定磁场，在L2中不会激发出电动势；L1接交流电源时，变化的电流，产生变化的磁场，在L2中就会激发出电动势
2、一个线圈中电流变化时，它产生的变化磁场在另一线圈中激发出感应电动势.3、能
探究二：自感及自感电动势
实验1:通电自感
A2立刻发光，A1逐渐亮起来 ,最终一样亮
思考:①闭合开关后，通过线圈的电流增大时，它产生变化的磁场,激发出了自感电动势，阻碍了电流的增大。
实验2:断电自感
S断开时,A 灯不是立即熄灭，而是过一会儿才熄灭。
思考：开关断开时,流过灯泡的电流迅速消失，而流过线圈的电流减小时,在自身激发出自感电动势，阻碍了电流的减小，电流经过灯泡流回线圈
总结上述两个实验得出什么结论？
提示：
1，线圈自身的电流变化时，能产生感应电动势,
2，自感电动势在电路中阻碍电流的变化。
3,电流增加时自感电动势阻碍电流增加,当电流减小时自感电动势阻碍电流减小。
探究三：自感电动势的大小
思考:1，自感电动势的大小遵从法拉第电磁感应定律
例1、AD 例2、A 针对训练 1、ACD 2、D 3、ACD
4、C 5、从右向左,从左向右 6、A2立刻变亮，A1缓慢变亮 7、BD 8、D 9、B 10、D

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