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第四章电磁感应（人教版）§互感和自感（同步教案）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1.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1．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？教师：那么同学们的分析是否正确呢？今天我们就通过实验研究这两个问题。
新课教学<一>互感现象1．互感：教师：在法拉第实验中，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，它所产生的磁场会在另一个线圈中产生电动势，这种现象叫做互感。
（板书互感定义）互感现象：发生在两个互相靠近的电路之间的电磁感应现象。
互感与自感一、互感现象说明：（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕在同一线圈上的两个线圈之间，而且可以发生在任何相互靠近的电路之间。
二、自感1.定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
2.自感电动势和自感系数自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。
在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。
具体而言：①如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。
I原↑，则E自(I自)与I原相反②如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。
I原↓，则E自(I自)与I原相同。
说明：自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。
而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
理论分析表明：E=L△I/△t。
L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。
L的大小有自身条件决定，线圈的直径越大，长度越长，单位长度匝数越多L越大。
单位：亨利(H) 1H=103mH=106μH 。
特别警示：无论是通电自感还是断电自感，产生自感现象时，电动势都可以变为原来的很多倍，但自感电流都不会大于原电流。
[典型例题]例1.(08江苏)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a.b.c 和电感L 1.L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键K 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有A.a 先变亮，然后逐渐变暗B.b 先变亮，然后逐渐变暗C.c 先变亮，然后逐渐变暗D.b .c 都逐渐变暗 答案：ＡＤ通电自感 断电自感电 路 图器材要求 两灯的规格相同 且R=R L ，L 较大自感系数很大（有铁芯）R o 小于R L 现象 开关S 闭合瞬间，L B 灯立即变亮，L A 逐渐变亮，最终一样亮。
开关S 断开瞬间，灯L 突然闪亮一下后再逐渐熄灭原因由于开关S 闭合时，流过电感线圈的电流迅速变大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过L A 的电流比流过L B 的电流增大慢。
[典型例题]
例1、如图1所示电路中, D1和D2是两个相同的小灯泡, L是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与R相同, 由于存在自感现象, 在开关S接通和断开瞬间, D1和D2发亮的顺序是怎样的？
分析：开关接通时，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流为零，D2与R并联再与D1串联，所以两灯同时亮；开关断开时，D2立即熄灭，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流不能突变，线圈与等D1组成闭合回路，D1滞后一段时间灭。
例2 如图2所示的电路（a）、（b）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A发光．
A．在电路（a）中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
分析：在（b）图中，由于线圈的电阻很小，稳定时流过线圈的电流比流过灯的电流大，
S断开时，灯更亮一下再熄灭；在（a）图中，由于灯与线圈串联，稳定时流过灯和线圈的电流相等，S断开时，流过线圈的电流逐渐减小，灯渐渐变暗。
所以，AD正确。
[针对训练]
1．图3所示为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一个灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的．现将电键S打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从____端到____端．这个实验是用来演示____现象的．
2．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．
3．如图5所示，两灯A1、A2完全相同，电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为R．当电键S 闭合的瞬间，较亮的灯是____；电键S断开的瞬间，看到的现象是____．
4．如图6所示，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：
A．开关S接通时，A2灯先亮、A1灯逐渐亮，最后A1A2一样亮
B．开关S接通时，A1、A2两灯始终一样亮
C．断开S的瞬间，流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反
D．断开S的瞬间，流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反
5．如图7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:
(A)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)再断开S时，D1不立即熄灭
(D)再断开S时，D1、D2均不立即熄灭
6、如图8为演示自感现象实验的电路，实验时先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡D的电流为I2，小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S，则可观察到灯泡D
闪亮一下后熄灭，在灯泡D闪亮的短暂过程中，下列说法正确的是：
(A)线圈L中电流由I1逐渐减为零。
(B)线圈L两端a端电势高于b端。
(C)小灯泡D中电流由I1逐渐减为零，方向与I2相反。
(D)小灯泡中的电流由I2逐渐减为零，方向不变。
[能力训练]
2一个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
2、如图9所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则：
（A）合上S时，A先亮，B后亮（B）合上S时，A、B同时亮
（C）合上S后，A更亮，B熄灭 D．断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭
3.如图10所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。
最初S1是接通的，S2是断开的。
那么，可能出现的情况是：
(A)刚一接通S2，A灯就立即亮，而B灯则迟延一段时间才亮；
(B)刚接通S2时，线圈L中的电流为零；
(C)接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗；
(D)断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下然后熄灭。
4．如图11所示电路，图中电流表在正接线柱流入电流时，指针顺时针方向偏转，负接线柱流入电流时指针逆时针方向偏转，当电键K断开瞬间A1表和A2表偏转情况是：
(A)A1顺时针，A2逆时针；
(B)A1逆时针，A2顺时针；
(C)A1、A2都顺时针；
(D)A1、A2都逆时针。
5、灯泡A1、A2的规格完全相同，线圈L的电阻不计，连接如图12所示，下列说法中正确的是：
（A）当接通电路时，A1和A2始终一样亮
（B）当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮
（C）当断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会儿才熄灭
（D）当断开电路时，两灯都要过一会儿才熄灭
6、如图13所示为自感现象演示实验电路。
L为一带铁芯的线圈，A1、A2是两个相同的电流表，L的直流电阻与灯D的电阻相同，则：
(A)K闭合的瞬间，A1的读数大于A2的读数
(B)K打开的瞬间，A1的读数大于A2的读数
(C)K打开的瞬间，a点的电势比b点电势高
(D)K打开的瞬间，a点的电势比b点电势低
7、D1、D2是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻值与电阻R相同，如图14所示，在电键K接通或断开时，两灯亮暗的情况为：
(A)K刚接通时，D2比D1亮，而后D1灯亮度增强，最后两灯亮度相同
(B)K刚接通时，D2比D1暗，而后D1灯亮度减弱，最后两灯亮度相同
(C)K断开时，D2灯立即熄灭，D1灯闪亮一下才熄灭
(D)K断开时，D1灯和D2灯立即熄灭
8．如图15所示，L1，L2，L3为完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，开关K 原来接通．当把开关K断开时，下面说法正确的是:
（A）L1闪亮一下后熄灭
（B）L2闪亮一下后恢复原来的亮度
（C）L3变暗一下后恢复原来的亮度
（D）L3闪亮一下后恢复原来的亮度
2，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，9. 如图16所示，电灯的灯丝电阻为
其直流电阻为
3．先合上电键K，过一段时间突然断开，则下列说法中错误的有：A．电灯立即熄灭
B．电灯立即先暗再熄灭
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
10．如图17所示，当电键K接通后，通过线圈的
电流方向是____________________，通过灯泡的电流方向是________________，当电键K 断开瞬间，通过线圈的电流方向是________________，通过灯泡的电流方向是_________________。
[学后反思]_______________________________________________________ __________________________________________________ 。
参考答案:
自主学习 1.由于通过导体本身的电流变化 2.相反相同 3.变化率
针对训练 1.a b 断电自感 2.A
2先亮 A
1
后亮
3．A
1 A
2
立即熄灭 A
1
滞后一段时间灭 4。
AC 5.BC 6.AD
能力训练 1.BD 2.BCD 3.BCD 4.B 5.BD 6.AD 7.B 因为不知道线圈电阻与灯的电阻的大小关系，C不能确定D
1
是否更亮一下再熄灭 8.D
9.ACD 10.a b a b a b b a。
