2017-2018学年人教版选修3-2 第四章 6 互感和自感 学案

新课教学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，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。

（一）互感现象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。

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广泛的应用，请大家举例说明。

变压器、收音机里的磁性天线。

(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。

【演示实验1】断电自感现象。

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，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。

问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？(引导学生分析得出：灯泡的亮度由其实际功率决定。

灯泡闪亮一下，表明在开关断开这一瞬间，灯泡两端的电压比原来大。

)问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。

(学生一时回答不了。

再用实验启发。

)【演示实验2】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。

引导学生分析得出：在开关断开这一瞬间，增大的电压是线圈产生的。

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：组织学生讨论。

出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。

引导学生将这里的线圈与P5图4.2—2所示实验中的线圈加以对比。

在图4.2—2所示实验中，线圈本身也不是电源，但在磁铁插入或拔出线圈的过程中，由于线圈中的磁通量发生了变化，故线圈中产生了感应电动势，从而使电路中产生了感应电流。

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？③引导学生进一步分析：问1：开关接通时，线圈中有没有电流？(有电流。

6 互感和自感[先填空]1．互感现象(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的现象．产生的电动势叫做互感电动势．(2)应用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的．(3)危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，在电力工程中和电子电路中，有时会影响电路正常工作．2．自感现象(1)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它本身激发出感应电动势的现象．产生的电动势叫作自感电动势．(2)通电自感和断电自感1．互感现象只能发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间，而不可能产生于相互靠近的电路之间．(×)2．互感现象和自感现象均属于电磁感应现象．(√)3．自感现象中感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方向相反．(×)[后思考]自感电动势的作用是什么？方向如何判断？【提示】 作用：总是阻碍导体中原电流的变化．方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同．[合作探讨]如图4-6-1为互感线圈．图4-6-1探讨1：互感现象中能量是怎样转化的？【提示】互感现象中能量是依靠原线圈电流产生的磁场能，磁场能通过铁芯传递到另一线圈，又转化为电能．探讨2：电感线圈在电路中的作用是什么？【提示】阻碍电流的变化．探讨3：自感电动势怎样产生？如何确定其方向？【提示】通过线圈的电流发生变化时，导致穿过线圈的磁通量发生变化，产生了自感电动势；其方向根据原电流的变化进行判断．[核心点击]1．对互感现象的理解(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间．(2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．变压器就是利用互感现象制成的．(3)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．2．对自感现象的理解(1)对自感电动势的理解①产生原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势．②自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)．③自感电动势的作用阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用．(2)对电感线圈阻碍作用的理解①若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变．②若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的．3．自感现象中，灯泡亮度变化的问题分析通断电时，灯泡亮度变化问题，关键要搞清楚电路的连接情况，根据电路特点进行具体分析．1．(多选)如图4-6-2所示，是一种延时装置的原理图，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通；当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放．则( )【导学号：18002182】图4-6-2A ．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S 2，无延时作用D ．如果断开B 线圈的开关S 2，延时将变化【解析】 线圈A 中的磁场随开关S 1的闭合而产生，随S 1的断开而消失．当S1闭合时，线圈A中的磁场穿过线圈B，当S2闭合，S1断开时，线圈A在线圈B中的磁场变弱，线圈B中有感应电流，B中电流的磁场继续吸引D而起到延时的作用，所以B正确，A错误；若S2断开，线圈B中不产生感应电流而起不到延时作用，所以C正确，D错误．【答案】BC2．(多选)如图4-6-3所示的电路中，线圈自身的电阻几乎为零．L A、L B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()图4-6-3A．开关S由断开变为闭合，L A、L B同时发光，之后亮度不变B．开关S由断开变为闭合，L A立即发光，之后又逐渐熄灭C．开关S由闭合变为断开的瞬间，L A、L B同时熄灭D．开关S由闭合变为断开的瞬间，L A再次发光，之后又逐渐熄灭【解析】S闭合的瞬间，通过L的电流从无到有发生变化，从而产生阻碍作用，L A有电流通过而发光；电流稳定通后过L的电流恒定无阻碍作用，L A被L短路两端无电压而熄灭，所以A错误，B正确；开关S断开的瞬间，通过L 的电流减小而产生感应电动势(或说阻碍电流的减小)从而有电流通过L A再次发光，故C错，D正确．【答案】BD3．在生产实际中，有些高压直流电路中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，在下列设计的方案中(如图所示)可行的是()【导学号：18002183】【解析】断开开关S，A图中由于电容器被充电，开关S处仍将产生电弧；B、C图中闭合开关时，电路发生短路；而D图是利用二极管的单向导电性使开关断开时线圈短路可避免开关处电弧的产生，故D正确．【答案】 D自感现象问题的分析思路1．明确通过自感线圈的电流的变化情况(是增大还是减小)．2．根据“增反减同”，判断自感电动势的方向．3．分析阻碍的结果：当电流增强时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐增大，与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大；当电流减小时，由于自感电动势的作用，线圈中的电流逐渐减小，与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小．[先填空]1．自感系数(1)自感电动势的大小E＝L ΔIΔt，其中L是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H.(2)决定线圈自感系数大小的因素线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等．2．磁场的能量(1)线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量输送给线圈，储存在磁场中．(2)线圈中电流减小时，线圈中的能量释放出来转化为电能．[再判断]1．线圈的自感系数大，其电阻不一定大．(√)2．在断开电路时，与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭，说明能量不再守恒了．(×)3．自感系数越大，自感电动势不一定越大．(√)[后思考]在演示断电自感时，开关断开后小灯泡并不立即熄灭，这一现象是否违背了能量守恒定律？小灯泡消耗的电能是从何处获得的？【提示】线圈中有电流时，线圈就具有了磁场能，断开开关后，线圈相当于电源，线圈中所储存的磁场能转化为电能，给灯泡提供能量，这一现象并不违背能量守恒定律．[合作探讨]如图4-6-4所示，一个灯泡A与一个线圈L并联，接一电源和开关S.图4-6-4探讨1：开关断开前后，流过灯泡的电流方向是否相同？【提示】不同．S闭合时，灯泡A中电流向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右．探讨2：在断开开关S的瞬间，灯泡A一定要闪亮一下吗？【提示】不一定．灯泡A是否出现闪亮一下的现象，取决于两个支路中电流的大小关系，只有在I L>I A的情况下，才可以出现闪亮一下的现象．[核心点击]1．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)线圈的自感系数与E、ΔI、Δt无关．2．断电自感的分析4．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．磁通量保持不变D．自感系数和自感电动势不变【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 项错误；自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关，A项错误；自感电动势E L＝L ΔIΔt，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，B项错误，D项正确．【答案】 D5．(多选)如图4-6-5所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格相同的小灯泡．下列判断正确的是()图4-6-5A．开关S闭合时，D1先亮，D2后亮B．闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮C．断开S时，D1闪亮一下D．断开S时，D1、D2均不立即熄灭【解析】开关S闭合时D1、D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错；闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B 对；断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错．【答案】BC6．(多选)如图4-6-6所示的电路中，灯泡L A、L B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大．先接通S，使电路达到稳定，再断开S.对于电流随时间变化的图象，下列正确的是()图4-6-6【解析】S接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，自感作用消失，电路达到稳定，选项A错误，B正确；S接通且电路稳定时，流过灯泡L B的电流大于流过灯泡L A的电流，方向是从左到右，当S断开时，线圈L产生自感电动势，并与灯泡L B组成回路，产生自感电流，使流过灯泡L B的电流反向，并突然减小，从断开前流过线圈的电流大小开始逐渐减小到零，选项D正确，C错误．【答案】BD自感现象中的能量转化1．在接通电路时，电路中的电流由于自感电动势的作用不能发生突变而只能逐渐增加，这个过程中电源的电动势要克服自感电动势做功，把电源的一部分电能转化为线圈的磁场能，电流稳定后线圈中就储存有一定量的磁场能．2．在断电自感现象中，线圈和灯泡组成闭合回路，线圈的自感电动势把原来储存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少．3．当电流为零时，线圈中原来储存的磁场能全部转化为电能并通过灯泡(或电阻)转化为内能．4．自感现象是电能转化为线圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感现象遵循能量守恒定律．。

《互感和自感》教学设计一、教学设计思路“自感和互感”是人教版选修3-2第4章《电磁感应》第6节的内容，两者是电磁感应现象的两个重要实例，本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。

本节课为了让学生经历必要的认知过程，尝试利用“延迟判断”的探究教学策略，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程，主要的特色体现在以下几个方面：1．对于“互感”的教学，从能量和信息两个角度引出互感及其应用，充分激发学生探索规律的积极性。

2．对于“自感”的教学，采用“积木式”的结构，在教学过程中随着问题的展开，逐步“装备”其实验装置，让学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。

二、前期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才学习的，是电磁感应现象具体运用的两个实例。

因此，对互感、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，学习该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，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的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。

学生已经具备一定的探究、合作学习的能力，已经掌握了一定的科学方法和实验技能。

重点与难点：1．教学重点：自感现象和自感系数。

2．教学难点：分析自感现象产生的原因和特点。

三、教学目标1．知识与技能（1）知道互感和自感现象。

（2）能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因。

（3）能说出自感电动势大小的影响因素、自感系数的单位及其决定因素。

互感和自感教学目标：[知识与技能]1、了解互感和自感现象，掌握自感现象中线圈中电流的变化；2、了解自感现象产生的原因；3、知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素；4、知道自感电动势与哪些因素有关系。

[过程与方法]1、引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律；2、会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。

[情感态度与价值观]1、培养学生的自主学习的能力，通过自主获得知识体会自我满足感；2、培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养。

教学重点：1、自感现象及自感系数；2、自感现象中线圈中电流的变化。

教学难点：1、自感现象的产生原因分析；2、通、断电自感的演示实验中现象解释。

教学建议：本节介绍自感现象和互感现象都是电磁感应现象的特例，主要是为了说明它们在生产和生活中的应用，突出了科学与技术、科学与社会之间的关系，培养学生理论联系实际的能力。

教材对自感现象的要求高过互感现象，要把握好课堂让学生掌握自感和自感系数。

教学中要重视实验的探究，做好通电自感和断电自感演示实验。

总体思路是做好演示实验，引导学生观察实验现象，然后运用电磁感应的有关定律（主要是楞次定律）对实验现象进行分析，使学生了解自感现象产生的原因和理解自感电动势的作用。

导入新课方法：复习导入师（提问）:产生感应电流的条件是什么？生：穿过电路的磁通量发生变化。

师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。

如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。

[知识应用]如右图所示，有两个线圈L1、L2共轴放置，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，试推理判断通过线圈L2的感应电流的方向。

打开知识的大门——师生一起来进行解决导入提出的问题：滑片向左滑动，接入电路中的电阻变小，通过线圈线圈L1的电流减小，所以穿过线圈L1的向左的磁通量（安培定则）减小了。

4.6 互感和自感一、教学目标：（一）知识与技能①了解互感和自感现象②了解自感现象产生的原因③知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素（二）过程与方法：引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。

会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用（三）情感、态度、价值观培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求二、重点、难点及解决办法1．重点：自感现象及自感系数2．难点：①自感现象的产生原因分析②通、断电自感的演示实验中现象解释3．解决办法：通过分析实验电路和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。

三．学生活动设计：启发引导学生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。

四．教具准备通、断电自感演示装置，电池四节（带电池盒）导线若干五．重点、难点的学习与目标完成过程引入新课问题情景：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。

第6节互感和自感1.当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。

2．一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。

3．自感电动势的大小为E ＝L ΔI Δt，其中L 为自感系数，它与线圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中储存了磁场能。

一、互感现象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的现象。

产生的电动势叫做互感电动势。

2．应用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。

3．危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。

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、自感现象和自感系数1．自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。

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4．自感电动势的大小 E ＝L ΔI Δt，其中L 是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H 。

5．自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

三、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时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。

(2)线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。

2．电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。

1．自主思考——判一判(1)两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象。

(×)(2)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。

(√)(3)只有闭合的回路才能产生互感。

(×)(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。

互感和自感知识梳理1.互感现象：绕在同一铁芯上的两个线圈，当其中一个线圈上的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_______________，这种现象就叫互感.2.自感现象：当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也会在它本身激发出感应电动势.这种由于导体本身的___________而使自身产生电磁感应的现象叫做自感.3.自感电动势：由于自感而产生的_____________叫做自感电动势.4.自感系数：自感系数L简称自感或电感，它跟线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关，线圈的横截面积越__________、线圈绕制得越__________、匝数越__________，它的自感系数就越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时__________.单位：__________，符号是H.常用的还有__________（mH）和__________（μH），换算关系是：1 H=__________mH=__________μH.5.磁场的能量：线圈中有电流，就有磁场，__________就储存在磁场中.疑难突破如何理解线圈内自感电动势的方向？剖析：自感电动势的作用总是阻碍导体中电流的变化，其方向总是跟导体中电流的变化相反，所以研究自感电动势的方向要从研究导体中电流的变化着手.如图甲所示，当开关S接通的瞬间，L内的电流方向是由左向右，当S闭合后，由于电路的总电阻减小，闭合瞬间L内电流增大，L内产生的自感电动势阻碍其电流增大，所以自感电动势的方向向左.图甲图乙如图乙所示的电路原是闭合的，当开关S断开瞬间，流经L内向右的电流减小，L内产生的自感电动势阻碍电流减小，这时D点电势比C点电势高，流经灯A的电流是感应电流，方向D→A→C.可见当导体中的电流增大时，自感电动势就阻碍电流的增大，其方向与电流的方向相反.当导体中的电流减小时，自感电动势就阻碍电流的减小，其方向与电流方向相同，对电流的减小起到补偿作用.问题探究问题：如何设计实验，进行比较通电自感和断电自感？探究：1.实验电路甲图为通电自感实验，图乙为断电实验.说明：图甲中调节R 后使A 1、A 2两灯泡亮度相同，在图乙中流过线圈L 的电流大于通过灯泡A 的电流，即I L >I A .图甲 图乙2.实验现象 在图甲中，闭合开关S ，灯泡A 2立刻正常发光，而跟线圈L 串联的灯泡A 1却是逐渐亮起来.在图乙中，断开开关S ，灯泡A 并非立即熄灭，而是过会才逐渐熄灭.3.实验分析现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生变化.说明：①自感现象是一种特殊的电磁感应现象.②在断电自感实验中，S 断开前后，流过灯泡A 的电流方向相反.探究结论：通过实验探究，可以发现穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势，在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势.典题精讲【例1】 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思路解析：线圈的自感系数与线圈的形状、长短，匝数及有无铁芯有关，与线圈中的电流无关，B 、C 错，D 对.由E 自=LtI ∆∆知，自感系数越大，自感电动势不一定越大. 答案：D【例2】如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是（）A.合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿熄灭思路解析：本题考查了对通电自感和断电自感现象的理解，以及纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线，通电瞬间，L中有自感电动势产生，与L在同一支路的灯A1要逐渐变亮，而A2和电源构成回路则立即亮；稳定后，A1与A2并联，两灯一样亮，断开开关瞬间，L中有自感电动势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭.答案：AD知识导学本节要学习的自感现象是一种特殊的电磁感应现象，要明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律.导体本身的电流变化，引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化，即当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小.自感现象十分普遍，只要电路中电流发生变化，都会有程度不同的自感现象发生，我们需要利用它时，就可设法增大自感系数，反之，则设法减小自感系数.课本中从利、害两方面举了不同的例子，所以我们要全面认识问题，趋利避害.疑难导析理解自感电动势，就必须了解自感现象的特殊性，具特殊性在于产生原磁场和产生感应电动势的是同一导体.其次还要了解到自然现象产生的原因，其原因是导体本身的电流发生变化而引起穿过自身的磁通量的变化，从而产生感应电动势.再次，自感现象的变化规律符合电磁感应现象的一般规律如法拉第电磁感应定律和楞次定律，所以在学习过程中，要把这两大定律运用自如.问题导思做实验的目的在于能对实验本质有更深一层的理解.在通电自感中，由于线圈中电流增大，线圈产生的自感电动势要阻碍电流的增大，电流的增大变缓，所以与自感线圈相串联的灯泡A会逐渐变亮.在断电自感中，断开电路，电路中电流变小，但自感线圈仍然能与其他用电器构成回路，自感线圈中产生感应电流，阻碍电路中电流的减小，这样与线圈构成回路的电灯A会过会儿才熄灭，这个时候自感线圈相当于一个给电灯A供电的电源，如果电灯A中电流原来较小，在断开开关的瞬间，通过电灯A的电流突然增大，电灯才会突然闪一下再熄灭.典题导考【典题变式1】关于线圈的自感系数下列说法正确的是（）A.线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系数一定越大B.线圈中的电流变化越快，自感系数越大C.线圈中的电流为零时，自感系数也为零D.线圈的自感系数是由线圈本身的几何尺寸及铁芯情况决定的量思路解析：线圈的自感系数由线圈本身结构的特点决定.答案：D【典题变式2】如图所示，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是自感系数相当大的线圈，其电阻阻值与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯A1、A2亮暗的先后顺序是（）A.接通时，A1先达最亮；断开时，A1后暗B.接通时，A2先达最亮；断开时，A2后暗C.接通时，A1、A2同时达最亮；断开时，A1后暗D.接通时，A2先达最亮；断开时，A1后暗答案：A。

互感和自感诱学·导入·点拨材料：如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，已判断它是否断路。

刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量，测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用电表的表盘显示线圈有一定的电阻。

正当李辉把多用电表的表笔与线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。

李辉很奇怪，用手摸摸线圈的两端，没什么感觉，再摸摸多用电表的表笔两端，也没什么感觉。

问题：试想为什么刘伟感到电击而李辉没有感到，这是什么原因呢？导入点拨：根据多用电表欧姆挡测电阻的原理可知，当两表笔与线圈相连时，表内电源与线圈构成闭合回路，线圈中有电流。

两表笔与线圈断开时，电流减小到零，这一瞬间，通过变压器线圈中的磁通量发生了变化，在线圈中会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势很大，所以刘伟会感到电击。

当李辉再去摸时，这一感应电动势已经消失，所以他不会有电击的感觉。

知识·巧学·升华一、互感现象1.实验探究在如图所示的电路中，当闭合和断开开关S时，电流计的指针有什么变化？该电路中两个线圈所组成的电路彼此不通，电流计中的电流是如何产生的？（1）现象：闭合电键S和断开电键S时，电流计的指针发生偏转。

（2）分析论证：M线圈中磁场发生变化，引起N中磁通量变化，产生感应电动势，形成感应电流。

2.互感现象在上图所示的电路中，左侧线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化的磁场会在右侧线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感，这种电动势叫做互感电动势。

要点提示（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且发生于任何相互靠拢的电路之间；（2）互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路。

3.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现象。

二、自感现象1.实验探究（1）实验电路在图甲所示的电路中，先闭合开关S，调节R使两灯泡的亮度相同，再调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。

选修3-2 第四章第6节互感和自感4.8 互感和自感预习导学案班级：姓名：学号：学习目标：1、知道什么是互感现象和自感现象，能够解释相关问题2、了解自感系数和自感电动势公式,知道自感系数的意义和决定因素及单位3、通过了解互感和自感的应用与防止，体会物理知识与技术的融合之美。

重点：1.理解和分析自感现象产生的原因 2.探究自感现象中存在的规律。

难点：对自感有关规律的认识前置补偿：1、闭合回路中产生感应电流的条件是什么？2、楞次定律是如何叙述的？3、法拉第电磁感应定律是怎样叙述的？新授课一、互感现象１.两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的会在另一个线圈中产生，这种现象叫做，产生的感应电动势叫做２．互感现象可以把由一个电路传到另一个电路，变压器就是利用制成的二、自感现象1．自感现象是。

由于自感而产生的电动势叫做。

2．观察课本22页的图4.6-2演示实验，分析实验现象：实验一：通电自感。

当开关闭合的瞬间，通过线圈L的电流，引起通过线圈的磁通量，在线圈中产生感应电动势阻碍线圈电流的，所以通过灯泡A1的电流逐渐增大。

现象：实验二：断电自感。

当开关断开的瞬间，通过线圈L的电流，穿过线圈的磁通量，因而在线圈中产生感应电动势，感应电动势相当于电源，且与A2支路构成闭合回路，使电流反向通过A2。

现象：例1、如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是_______________．当S切断瞬间，通过电灯的电流方向是_______________．若自感线圈L的电阻小于R,那么断开开关的瞬间现象为．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3．自感现象中产生的感应电动势称自感电动势，其大小为E。

互感和自感教学目标1. 知识与技能(1)知道互感和自感现象．(2)能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因．(3)能说出影响自感电动势大小的因素、自感系数的单位及其决定因素．2. 过程与方法(1)通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理过程，具备观察、分析和推理能力．(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、态度与价值观(1)认识互感和自感是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淡泊的科学献身精神．教学重难点1．自感现象和自感系数．2．分析自感现象产生的原因和特点．教学准备电磁炉、线圈、小灯泡、MP4、音箱、互感现象演示仪、自感现象演示仪、电池、导线、开关、多媒体课件等．教学方法与手段以演示实验为先导，引导学生在实验现象的基础上，运用电磁感应的相关知识分析互感和自感的实质；以分组讨论的方法，调动学生积极思考；以电脑和传感器为手段，得到准确的I-t图象，得到更有说服力的结论。

引入新课[事件1]教学任务：学习互感的概念，为后面变压器的学习奠定基础。

师生活动：实验导入：演示两个相互靠近的线圈之间的电磁感应现象，重走法拉第的发现之路。

引入新课：经历前辈科学家发现电磁感应现象的过程，运用已经学过的知识来解释看到的现象。

【演示】两个线圈共用同一个铁芯(选用可拆分变压器做演示实验)，一个线圈与直流电源、开关串联，另一个线圈与电流表串联(如图)。

当闭合或断开开关时，电流表中都有电流通过，请学生运用学过的知识解释这种现象产生的原因。

现象：当开关闭合或断开的瞬间，电流表有示数。

结论：两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流发生变化时，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。

在互感过程中产生的感应电动势叫互感电动势。

互感现象可以使能量从一个线圈传递到另一个线圈，尽管两个线圈之间没有导线相连。

选修3-2 第四章 电磁感应第六节 互感和自感年级： 班级： 学号： 姓名：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 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．学习过程：【新知探究】一、通电自感现象[导学探究] 如图2所示，先闭合S ，调节R 2使A 1、A 2的亮度相同，再调节R 1，使A 1、A 2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？根据楞次定律分析现象产生的原因．图2例1 (多选)在如图3所示的甲、乙电路中，电阻R 和灯泡电阻的阻值相等，自感线圈L 的电阻值可认为是0，在接通开关S 时，则( )图3A ．在电路甲中，A 将渐渐变亮B ．在电路甲中，A 将先变亮，然后渐渐变暗C ．在电路乙中，A 将渐渐变亮D ．在电路乙中，A 将先由亮渐渐变暗，然后熄灭二、断电自感现象[导学探究]如图4所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．图4(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？(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发生的原因是什么？答案(1)S闭合时，灯泡A中的电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中的电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反．(2)在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比开关断开前流过灯泡的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻．而当线圈电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡就会缓慢变暗直至熄灭．[知识深化]1．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同；2．断电自感中，由于自感电动势的作用，线圈中电流从原值逐渐减小．若断开开关瞬间通过灯泡的电流大于断开开关前的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯泡的电流小于或等于断开开关前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗直至熄灭．3．自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．例2(多选)如图5甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()图5A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗三、自感现象中的图象问题例3如图6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6【练习拓展】1．(互感现象的理解)(多选)关于互感现象，下列说法正确的是()A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈C．互感现象都是有益的D．变压器是利用互感现象制成的2．(对自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是() A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B．电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，自感电动势最大3．(互感现象的理解)(多选)如图7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7A．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4．(自感现象的分析)(多选)如图8所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同，A1、A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是()A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数C．断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数5．(自感现象的图象问题)(多选)如图9所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流I L和电阻中的电流I R随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是()图9【归纳整理】。

6互感和自感[教学内容分析]课程标准对本节的要求：知道什么是互感现象和自感现象，能用电磁感应知识解释自感现象，理解自感系数，磁场能量。

教材的地位和作用：本节内容是在学习法拉第电磁感应定律基础上的又一实际应用，本节内容包括四个知识点：互感、自感、自感系数、磁场的能量。

教材从知识的回顾提出互感的概念，接着用电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因。

这样的设计能够培养学生的理解能力，实验探究能力及对知识的应用能力。

教材的编写思路：本节教材有四个主题:互感现象，自感现象，自感系数，磁场的能量。

互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。

教材插图收音机的“磁性天线”，使学生知道互感就在我们身边。

自感现象是一种特殊的电磁感应现象，教材通过探究通电自感和断电自感，使学生明白自感现象的规律符合电磁感应现象的一般规律，导体本身电流变化引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因，根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化，即电流增大时自感电动势阻碍电流增大，电流减小时，自感电动势阻碍就减小。

教材利用类比，电磁感应产生电动势与磁通量变化率成正比，那么自感电动势与什么因素有关？实验表明，自感电动势与电流变化率及线圈匝数，有无铁芯等有关，并提出自感系数这个概念。

最后还从能量的角度分析灯泡的明暗，指出磁场具有能量。

教材的特点：第一，重视学生科学探究能力的培养；第二，突出互感现象和自感现象在生产和生活中的应用。

教材处理：用一节干电池能使金鱼受到电击实验引入课题。

课题引入后老师就先演示课本中的两个实验，观察试验现象，然后，运用法拉第电磁感应的有关规律对试验进行分析，使学生了解自感现象产生的原因，理解自感电动势的作用。

本教学适当运用flash动画，把问题具体化，直观化。

[教学对象分析]学生的兴趣：高二理科的学生已具有较丰富知识、对科学技作品很感兴趣，当遇到自己不清楚的物理现象特别有新奇感。