高中物理4.6互感和自感导学案新人教版选修

高二物理导学案第四节 互感和自感【情景导入】无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现。

这是什么原因呢？【学习目标】1.了解互感现象及互感电动势，知道互感现象的应用．2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象．3．了解自感电动势的表达式E ＝L ΔI Δt，知道自感系数的决定因素． 4．了解自感现象中的能量转化.【教材阅读知识提纲与填空】一、互感现象1．互感：两个相互靠近的线圈，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，这种现象叫.2．互感电动势：中产生的电动势．3．互感的应用：利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用制成的．4．互感的危害：互感现象可以发生在任何两个的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作．二、自感现象 自感系数1．自感现象：当一个线圈中的变化时，它产生的变化的磁场在激发出感应电动势的现象．2．自感电动势：由于而产生的感应电动势．3．通电自感和断电自感通电自感 断电自感电路现象接通电源的瞬间，灯泡A 1 断开开关的瞬间，灯泡 一下后逐渐变暗或灯泡A 逐渐变暗，直至熄灭 自感电动势的作用 阻碍电流的 阻碍电流的4.自感电动势的大小：E ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称或电感，单位：，符号是H. 5．自感系数大小的决定因素：自感系数与线圈的、、，以及是否有等因素有关．三、磁场的能量1．自感现象中的磁场能量线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给，储存在中．2．电的“惯性”(1)线圈刚刚接通电源时，自感电动势阻碍线圈中电流的.(2)电源断开时，自感电动势阻碍线圈中电流的.【探究思考】探究点一、对互感现象的理解问题1、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，另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？探究点二、对通电自感和断电自感的理解问题2、（1）如图所示，先闭合S，调节R使A1、A2的亮度相同，再调2节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S.再次闭合S.观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同？（2）如图所示，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻比灯泡的电阻小，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。

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。

六、互感和自感［要点导学］1.互感现象是一种常见的电磁感应现象，如图 4-6-1只要A 线圈的电路中可 变电阻的阻值R 周期性地变化，那么A 和B 两个线圈之间就会发生互感现象。

例如电阻R 增大，A 中电流变小，B 线圈中磁通量减少产生感应电流， 感应电流 产生的磁场也会引起 A 线圈中磁通量的变 化，所以A 、B 两个线圈的磁通量是 互相影响的，象这样两个互相靠近的线圈中只要有一个线圈中的电流变化， 就会 出现互感现象。

2•自感现象是因为线圈自身的电流变化而引起线圈的磁通量变化， 由此产生 的电动势叫自感电动势。

所以自感现象就是一种电磁感应现象。

自感现象既遵循 法拉第电磁感应定律又遵循楞次定律。

只是因为自感线圈内的磁通量的变化率与 线圈内的电流的变化率成正比例， 所以电流变化越快自感电动势越大。

也就是说 自感电动势与电流的变化率成正比，比例常数就是自感系数 L ,单位是亨利，符 3•因为自感现象是以电流变化为主线展开讨论的，所以在研究自感问题时， 应首先研究电流的变化情况。

因电流的变化引起磁场的变化，磁场的变化引起磁 通量的变化，磁通量的变化产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流的变化。

但阻碍电流的变化不等于阻止电流的变化。

4. 在具体分析自感支路对其他电路影响时， 如果自感支路的电流在减少则应该把产生自感电动势的线圈看作新的电源， 新电源阻碍电流的减少；如果自感支 路中的电流在增大，自感线圈就相当于一个接反了的电源， 这一电源阻碍电流的 增加。

5. 线圈的自感系数是由线圈自身的性质决定的， 与线圈中的电流无关。

这一点就象导体的电阻与导体中的电流无关一样。

影响线圈自感系数的因素很多 （空 心线圈的自感系数与单位长度的匝数的平方成正比，与线圈的体积成正比 ），但 插入铁芯线圈的自感系数明显增大（约为103-104倍）。

6. 磁场与电场一样也具有能量，磁场是由电流产生的，所以线圈中电流变化 时磁场的能量就在变化；电场是由电荷产生的，所以电容器中电荷量变化时电场 的能量就在变化。

互感和自感教案一．教学目标：1.知识与技能:(1)知道互感和自感现象(2)了解互感现象和自感现象在日常生活中的应用和防止(2)能够根据电磁感应定律解释互感和通、断电自感现象的原因(3)能说出自感电动势的公式、影响因素(4)会运用互感和自感的原理解决问题2.过程和方法:(1)通过对实验的观察讨论,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理的能力。

(2)通过分析电路结构和实验探究,体会“比较研究”这一物理学常用的重要方法。

3.情感态度和价值观(1)认识互感和自感时电磁感应现象的两种现象,体验特殊现象的普遍性。

(2)领悟科学家对科学执着和对名利的淡薄的科学献身精神。

二．学情分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后教学的,是电磁感应现象具体运用的两个实例。

因此,对互感和自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。

同时,互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系。

因此,学习这部分知识有着重要的现实意义。

学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势大小的计算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但头脑中没有互感这个概念。

也没有意识到当线圈通过变化的电流时,线圈本身也会产生电磁感应现象。

学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。

三．重点难点教学重点:直流电路中的通断电自感现象教学难点:在直流电路中对通电自感和断电自感的掌握和应用。

四．教学过程（一）【导入】 1.互感现象：回忆前面已经学习过的电磁感应的产生条件，方向和大小知识。

开门见山，与学生一起研究电磁感应的两个具体应用：互感和自感2.演示小实验：（1）变化的电流使另一个线圈回路中的小灯泡发光（2）将一个线圈和手机相连,另一个线圈和音箱相连,音响能够通过互感的远离发出声音由此介绍互感的定义。

高中物理 4.6自感和互感导学案(新人教版)选修自感和互感【学习目标】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、能够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、难点】重点:互感现象与自感现象产生的原因及特点；难点：运用自感知识解决实际问题。

预习案【自主学习】1在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2引起回路磁通量变化的原因有哪些？【学始于疑】探究案【合作探究一】一、互感现象1、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。

2、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。

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着广泛的应用。

请大家举例说明。

二、自感现象我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。

［实验1］演示通电自感现象。

出示示教板，画出电路图（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，观察到什么现象？（实验反复几次）分析现象，师生讨论：［实验2］演示断电自感。

出示示教板，画出电路图（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？总结上述两个实验得出结论: 导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

自感现象中产生的电动势叫自感电动势。

自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面。

请同学们课下查阅资料，举出自感现象在电工技术和电子技术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例。

4.6互感和自感自主学习一、对互感现象的理解二、对通电自感现象的分析通电瞬间通过线圈的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增加，但不能阻止增加．1．通电瞬间，自感线圈处相当于断路；电流稳定时，自感线圈相当于导体．2．与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定．三、对断电自感现象的分析1．断电时，自感线圈处相当于电源．2．断电时，灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小的关系．若断电前自感线圈电流I L 大于灯泡的电流I D 则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流I L 小于或等于灯泡中的电流I D 则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭．3．要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化．四、对自感电动势及自感系数的理解1．对自感电动势的理解(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，可概括为“增反减同”．(2)由E ＝L ΔI Δt 知自感电动势与L 和ΔI Δt有关，与ΔI 、Δt 无关． 2．对自感系数的理解(1)自感系数的大小由线圈本身的特性及有无铁芯决定，线圈越长，单位长度的匝数越多，自感系数越大．(2)自感系数与E 、ΔI 、Δt 等均无关系．自主检测1．在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化 时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。

则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的 是( )2．无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统。

这种系统 基于电磁感应原理可无线传输电力。

两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示。

下列说法正确的是()A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C．A线圈中电流越大，B线圈中感应电动势越大D．A线圈中电流变化越快，B线圈中感应电动势越大3．关于自感系数，下列说法正确的是()A．其他条件相同，线圈越长自感系数越大B．其他条件相同，线圈匝数越多自感系数越大C．其他条件相同，线圈越细自感系数越大D．其他条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数小4．下列哪些单位关系是正确的是()A．1亨＝1欧·秒B．1亨＝1伏·安/秒C．1伏＝1韦/秒D．1伏＝1亨·安/秒5．图中电感线圈L的直流电阻为R L，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计。

【高二】4.6 互感和自感学案（人教版选修3 2）【高二】4.6互感和自感学案（人教版选修3-2）4.6互感和自感学习计划（人民教育版选修3-2）1．两个相互靠近的线圈，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.当线圈中的电流发生变化时，线圈产生的变化磁场不仅会激发相邻电路中的感应电动势，还会激发线圈本身的感应电动势。

这种现象被称为自感；自感电动势总是阻碍导体中原始电流的变化，即当导体中的电流增加时，自感电动势的方向与原始电流的方向相反，从而阻碍了电流的增加；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原始电流的方向相同，这阻碍了电流的减小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加b．自感电动势也将均匀增大c、磁通量也会均匀增加d．自感系数和自感电动势不变回答CD解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故c项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势el＝lδiδt，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，l一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，d项正确．4.线圈自感系数表述错误（）a．自感电动势越大，自感系数也越大b、拉出线圈中的铁芯，降低自感系数c．把线圈匝数增加一些，自感系数变大d、电感是自感系数的缩写答案a分析自感系数由线圈本身的特性决定。

线圈越长，单位长度的匝数越多，横截面积越大，其自感系数越大。

此外，有铁芯线圈的自感系数远大于无铁芯线圈5．如图1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( )图1a．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突然闪烁，然后突然熄灭答案a当开关S断开时，线圈将产生自感电动势，因为通过自感线圈的电流从是变为零。

4.6 互感和自感学案【学习目标】（1）、知道互感现象和互感电动势。

（2）、知道自感现象和自感电动势。

（3）、知道自感系数。

（4）、会利用自感现象和互感现象解释相关问题【学习重点】自感现象产生的原因及特点。

【学习难点】运用自感知识解决实际问题。

【学习方法】讨论法、探究法、实验法【学习过程】一、复习旧课，引入新课1、引起电磁感应现象最重要的条件是什么？2、楞次定律的内容是什么？二、新课学习问题：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？（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，这种感应电动势叫做。

利用互感现象可以把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。

如下图所示。

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，这时要设法电路间的互感现象。

例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的现象。

(二)、自感现象实验1：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，而灯泡1是问：为什么会出现这种现象呢？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？实验2：演示断电自感现象。

实验电路如图。

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。

问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。

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。

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：相互讨论。

出示实验电路图，运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。

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？问1：开关接通时，线圈中有没有电流？问2：有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场？根据是什么？问3：既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，线穿过线圈的磁通量就不等于0。

4.6 互感和自感【学习目标】1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.3.了解自感电动势的表达式E＝L ΔIΔt，知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化．一、互感现象[问题设计]如图1所示电路中，两个线圈之间并没有导线相连，为什么闭合开关时，电流表指针会发生偏转呢？图1[要点提炼]1．定义：两个相互靠近的线圈，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，这种现象叫互感．2．作用：利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线．3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作．二、自感现象[问题设计]1．通电自感：如图2所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？图22．断电自感：如图3所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．图3(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向有何关系？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？[要点提炼]1．定义：当一个线圈中的电流自身发生变化时，它产生的 (填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在本身激发出感应电动势的电磁感应现象．2．公式：E＝L ΔIΔt，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：．符号：H.1 mH＝ H；1 μH＝ H3．决定因素：与线圈的大小、形状、，以及是否有铁芯等因素有关，与E、ΔI、Δt等无关．4．对通电自感和断电自感现象的分析自感电动势总是线圈中电流的变化，但不能线圈中电流的变化．(1)通电瞬间自感电动势电流的增加，与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定．通电瞬间自感线圈处相当于断路，电流稳定时自感线圈相当于导线．(2)以图3电路为例，断电时自感线圈处相当于电源，若断电前，自感线圈电流大小I L大于灯泡的电流I A 则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流I L灯泡中的电流I A则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭．要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化．一、互感现象的理解与应用例1如图4所示，是一种延时装置的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则 ( )图4A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变化二、自感现象的分析例2如图5所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 ( )图5A．闭合开关S时，L A、L B同时达到最亮，且L B更亮一些B．闭合开关S时，L A、L B均慢慢亮起来，且L A更亮一些C．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭D．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭针对训练如图6所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，L A是一灯泡，下列说法正确的是 ( )图6A．开关S接通瞬间，无电流通过灯泡B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D．开关S接通瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流三、自感现象的图象问题例3如图7所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S 突然断开，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71．(对互感现象的理解与应用)在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小．则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( )2．(对自感现象的理解)关于自感现象，下列说法正确的是( )A．感应电流一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大3．(自感现象的分析)如图8所示电路中，、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( )图8A．开关S接通的瞬间，电流表的读数大于错误！未找到引用源。