2021-2022版高中物理人教版选修3-2学案：第四章 6 互感和自感

人教版物理选修3-2第四章第6节：互感和自感一、选择题。

1. 绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接，G为电流表，下列说法正确的是（）A.开关S闭合瞬间，G中的电流从左向右B.保持开关S闭合，G中的电流从左向右C.保持开关S闭合，向右移动变阻器R0的滑动触头，G中的电流从左向右D.断开开关S的瞬间，G的示数也为零2. 如图所示，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先闭合开关K，过一段时间突然断开，则下列说法中正确的是（）A.电灯立即熄灭B.电灯立即变暗再逐渐熄灭C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反3. 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路，检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象，虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大4. 如图所示，线圈L的电阻不计，则（）A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D.由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下，两板都不带电5. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L<R．在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S．下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中，正确的是（）A. B.C. D.6. 在生成实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全，为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是（）A. B.C. D.参考答案与试题解析人教版物理选修3-2第四章第6节：互感和自感一、选择题。

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4.6 互感和自感过程问题情景:①发生电磁感应的条件是什么？②怎样得到这种条件，也就是让闭合回路中磁通量发生变化？③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？如果会发生,它们有什么不同呢？（一)互感现象1、基本概念：①互感:②互感现象：③互感电动势：2、互感的理解：（1）、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗？（2)这是互感吗？小结：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。

线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。

问题情景：（互感中的能量）另一电路中能量从哪儿来的？小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。

3、互感的应用和防止：（二）自感现象1、问题情景：由电流的磁效应可知,线圈通电后周围就有磁场产生,电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。

是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。

2、演示实验：实验1 （演示P25实验)出示自感演示器，通电自感。

利用前面学过的电路知识及电磁感应知识,分析通电自感和断电自感的电路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结自感现象这一规律产生的原因.提出问题:闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生做预测，然后进行实验。

第四章电磁感应6 互感和自感【整体设计】互感现象是电磁感应现象的特例之一，其教学要求不高，只要求知道互感现象的产生，以及互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。

本节教学先实验体验，后理论分析再实验验证，最后介绍应用。

自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定是教学的一个难点。

本节教学的关键是做好通电自感和断电自感这两个实验。

在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。

为突出物理教学的新课程理念，突出物理的探究性，本教学设计侧重于“理论探究”和“实验验证”，先不做实验，而是分别从分析（通电自感和断电自感）实验的电路入手，提出问题，再引导学生运用已学过的电磁感应有关规律进行理论探究，对可能产生的实验现象作出预测，然后通过学生动手实验加以验证，最后再进行针对性训练──这种设计既有利于提高他们分析问题、解决问题的能力，又有助于对产生自感原因的理解。

【教学目标】一、知识与技能1．了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止。

2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电自感现象的成因，并能利用自感知识解释自感现象。

3．了解自感电动势的计算式，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。

4．初步了解磁场具有能量。

二、过程与方法1．通过理论探究和实验验证了解互感现象。

2．引导学生自己动手，通过通电自感和断电自感两个实验的探究活动让学生来感知自感产生的现象。

3．能利用自感知识解释自感现象。

三、情感、态度与价值观1．通过探究活动，培养学生的观察能力和分析推理能力。

激发学生对科学的求知欲、培养学生探索与创新意识。

2．理解互感和自感是电磁感应现象的特例，让学生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。

【教学重点】自感电动势的作用。

【教学难点】断电自感过程对小灯泡闪亮一下的原因解释。

高中物理人教版选修3选修3-2第四章第6节互感和自感一、选择题（共4题；）1. 关于线圈自感系数的说法，正确的是（）A.自感电动势越大，自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数变小C.把线圈匝数增加一些，自感系数变大D.电感是自感系数的简称2. 如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有（）A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C. 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D. 灯A突然闪亮一下再突然熄灭3. 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i A随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）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4. 在图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，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变化的图线是图中的（）A. B.C. D.二、多项选择题（共4题；）下列说法正确的是（）A.当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C.当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反线圈通以如图所示的随时间变化的电流，则（）A.0−t1时间内线圈中的自感电动势最大B.t1−t2时间内线圈中的自感电动势最大C.t2−t3时间内线圈中的自感电动势最大D.t1−t2时间内线圈中的自感电动势为零如图所示，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E=5V，内阻r=1Ω，开始时开关S闭合．则（）A.断开S前，电容器带电荷量为零VB.断开S前，电容器电压为103C.闭合S的瞬间，电容器a板上带正电D.断开S的瞬间，电容器b板上带正电如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通。

4.6互感和自感【学习目标】1、知道互感现象，以及互感现象在电工技术和电子技术中的广泛应用。

2、了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。

3、知道自感系数的意义和决定因素【重点、难点】1.自感电动势的作用，会解释自感现象2.决定自感系数的因素3.自感现象的利与弊以及对它的利用和防止学法指导：互感和自感是电磁感应现象的特例，要通过学习明确互感和自感的原理。

1．两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生，这种现象叫互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．2．当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同时也在其本身激发出，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向，阻碍电流；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向，阻碍电流的减小．3．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的( )A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量也将均匀增大D．自感系数和自感电动势不变4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )A．自感电动势越大，自感系数也越大B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大D．电感是自感系数的简称5．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()A．灯A立即熄灭B．灯A慢慢熄灭C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭探究一、互感现象1、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，这种感应电动势叫做。

2、应用和危害：应用：利用互感现象可以把___ ____从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。

________就是利用互感现象制成的。

4.6互感与自感教学案编写、审核：高二物理组【学习目标】1．知道什么叫互感现象，了解互感的应用与防止；2．知道什么叫自感现象，理解它产生的机理和起到的作用；3．能够判断自感电动势的方向，并会用它解释一些现象；4．知道自感电动势大小的决定因素，知道自感系数的决定因素；5．了解自感现象的利与弊及应用与防止。

【重点与难点】⒈教学重点：自感电动势的作用。

⒉教学难点：断电自感过程对小灯泡闪亮一下的原因解释。

【学习过程】一、互感现象㈠复习回顾实验4--2.3小线圈的电流变化→小线圈中电流激发的磁场变化→穿过大线圈的磁通量发生变化→大线圈产生感应电动势→闭合回路产生感应电流。

像上述实验，两个线圈之间并没有导线连接，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。

说明：①互感现象的本质就是一种电磁感应现象。

②互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势现在，我们再来关注上述的电路：在A线圈中的电流变化时，B线圈会产生感应电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化，但我们发现，A线圈是插在B线圈中的，根据这个情况，你还能想到什么？在B线圈产生感应电流的同时，A线圈是否也会产生感应电流？二.自感现象1．线圈中电流发生变化，它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象；产生的感应电动势叫自感电动势。

2．自感现象满足楞次定律：请你假设出线圈的绕向，用自感电动势解释两个实验的现象例如实验一中线圈绕向如图所示，通电自感分析如下：I增大B原增大B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相反，阻碍I增大；当I达到最大时，E自=0，阻碍消失。

实验二中线圈绕向如图所示，断电自感分析如下：I减小B原减小B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相同，阻碍I减小切断电源后，I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小，所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。

辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2 辑整理：反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活教学过程设计教材处理 师生活动（二）进行新课 1、互感现象教师：我们现在来思考第一个问题：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明.学生：当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。

教师：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。

互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。

教师:利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈.因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用.请大家举例说明。

学生：变压器，收音机里的磁性天线.教师:互感现象有其有利的一面，也有其不利的一面。

任何两个相互靠近的电路之间都会存在互感现象.互感现象有时会影响电路的正常工作，这是就要设法减小电路间的互感。

小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路.互感和自感教学过程设计教材处理师生活动教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些?试用所学知识（楞次以分析说明。

教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些？试用所学知识（楞加以分析说明.学生：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电里？电动势方向又如何？）师生共同活动：电路接通时由零开始增加，穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L 中产生电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L 中电流推迟了电流达到正常值的时间。

［实验2]演示断电自感。

教师:出示教板，画出电路图（如图所示）接通电路,正常发光。

第六节互感和自感素养目标定位1.知道什么是互感现象和自感现象．2.观察通电自感和断电自感实验现象，理解自感电动势在自感现象中的作用．(重点＋难点)3.知道自感电动势的大小与什么有关，理解自感系数和自感系数的决定因素．(重点),素养思维脉络知识点1互感现象1．互感互不相连的并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的电流变化时，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。

(如图所示)2．互感电动势互感现象中的电动势叫__互感电动势__。

3．互感的应用和危害(1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另__一个电路__。

变压器就是利用互感现象制成的。

(2)在电力工程和电子电路中，__互感现象__有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感。

知识点2自感现象1．概念由于导体__本身的电流__发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。

2．自感电动势由于__自感__而产生的感应电动势。

3．通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬时，灯泡A1逐渐地__亮起来__阻碍电流的__增加__断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐__变暗__，直到熄灭阻碍电流的__减小__ 知识点3自感系数1．概念自感电动势与导体中电流的变化率成正比，比例恒量即为__自感系数__，简称自感或电感。

2．决定因素自感系数L与线圈的形状、长短、__匝数__及__有无铁芯__有关。

线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，其自感系数L就__越大__。

如果线圈内有铁芯，则自感系数L 会比没有铁芯时__大的多__。

3．单位亨利(符号H)1H＝__103__ mH＝__106__μH。

4．物理意义表征线圈产生自感电动势__本领大小__的物理量。

数值上等于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大小。

知识点4磁场的能量1．自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有，磁场从无到有，电源把能量输送给__磁场__，储存在__磁场__中。