88教案网

老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,大家在认真写教案课件了。只有制定教案课件工作计划,可以更好完成工作任务!你们了解多少教案课件范文呢?下面是由小编为大家整理的“互感和自感”,供您参考,希望能够帮助到大家。

§4.5互感和自感
[学习目标]
1.知道什么是自感,
2.掌握自感现象中线圈中电流的变化
3.知道线圈的自感系数
4.知道自感电动势与哪些因素有关系
[自主学习]
1.自感现象是指而产生的电磁感应现象
2.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍流过导体电流的变化,当电流增大时,自感电动势的方向与原来电流的方向;当电流减小时,自感电动势的方向与原来电流的方向。
3.自感电动势的大小与通过导体的电流的成正比。

[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E
闪亮一下后熄灭,在灯泡E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E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
9.如图16所示,电灯的灯丝电阻为,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为.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.上题图所示,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.ab断电自感2.A2先亮A1后亮
3.A1A2立即熄灭A1滞后一段时间灭4。AC5.BC6.AD
能力训练1.BD2.BCD3.BCD4.B5.BD6.AD7.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D1是否更亮一下再熄灭8.D9.ACD10.abababba

延伸阅读

互感和自感学案和课件及练习


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?以下是小编收集整理的“互感和自感学案和课件及练习”,欢迎您参考,希望对您有所助益!

第六节互感和自感学案
【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)、了解日光灯的工作原理
(5)、会灵活运用公式求感生电动势
(6)、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
【学习用具】
变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关,日光灯组件,
【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
1、动手做一做
实验1:断电自感现象。学生几人一组作实验
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?
问2:在开关断开这一瞬间,增大的电压从哪里来的。

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。
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,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后,线圈中还有磁通量吗?

问4:所以,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何变化?

问5:穿过线圈的磁通量发生了变化,会发生什么现象?

⑵讨论小结:
⑶建立概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象,发生电磁感应的原因是由于通过导体的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为。

自感现象:由于发生变化而产生的电磁感应现象。
自感电动势:在现象中产生的感应电动势。
练习:在实验中,若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流随时间的变化图像为图;若RL远小于RA,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流图像为图。

答案:A;C;B;D
3、演示实验,强化概念
实验3: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立即正常发光,而灯泡1是逐渐亮起来的。
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?

4、综合因素,讲解规律
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。
特点:自感电动势总是导体中原来电流的的。
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ε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ε自(I自)与I原相同
5、分析实验,深化理解
①实验1称为断电自感现象,实验2称为通电自感现象。那么,在实验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在实验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢?
②实验2中,如果以很快的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢?

③实验1中开关断开了,电源已不再给灯泡提供电能了,灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗?

练习:实验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间变化的图像为图;通过灯泡2的电流随时间变化的图像为图。

答案:C;A
(二)、自感系数
问:感应电动势的大小跟什么因素有关?

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。
(阅读教材)
理论分析表明:
E=。
L称为线圈的自感系数,简称自感或。自感表示线圈产生本领大小的物理量。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。
单位:亨利(H)
1H=mH=μH
(三)、自感现象的应用——日光灯的原理
日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和稀薄的天然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿而导电时,灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光,根据不同的需要充以不同的气体,并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。

日光灯的电路图如下图所示:

其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形触片冷却收缩,电路断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端,使水银蒸汽开始放电导通,使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一个电容,它的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁,没有电容器,启动器也能正常工作,日光灯启动后,启动器就不需要了。
镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。
(四)磁场中的能量
开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成。
【课堂练习】
例1、关于自感现象,正确的说法是:
A、感应电流一定和原电流方向相反;
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大;
C、对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈中产生的自感电动势也越大;
D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。
解:D。
例2、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I0。
解:D。
说明:要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时,自感电动势要阻碍电流的增大,但电流最后还是要增大的,只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见);当原电流减小时,自感电动势要阻碍电流的减小,但电流最后还是要减小的,只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。
例3、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I1I2,断开时I1I2;B、接通时I1I2,断开时I1=I2;
C、接通时I1I2,断开时I1I2;D、接通时I1=I2,断开时I1I2。
解:B。
【学习小结】

4.6互感和自感学案(人教版选修3-2)


4.6互感和自感学案(人教版选修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感应电动势,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相反,阻碍电流增大;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相同,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
答案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.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
答案A
解析自感系数是由线圈本身的特性决定的.线圈越长,单位长度上的匝数越多,横截面积越大,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要大得多.
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1
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
答案A
解析当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.
【概念规律练】
知识点一对自感现象的理解
1.关于自感现象,正确的说法是()
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
答案D
解析当电流增加时,自感电动势的方向与原来的电流反向,当电流减小时与原来的电流同向,故选项A错误;自感电动势的大小,与电流变化快慢有关,与电流变化大小无关,故选项B错误;自感系数只取决于线圈的本身因素,与电流变化情况无关.故选项C错误;结合选项B的错误原因可知,选项D正确.
点评自感的实质仍然是电磁感应现象,电流的强弱决定其周围磁场的强弱,当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化,就会在线圈中产生感应电动势.
2.关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是()
A.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大
B.对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量
C.一个线圈的电流均匀增大,这个线圈自感系数、自感电动势都不变
D.自感电动势总与原电流方向相反
答案C
解析线圈的自感系数由线圈本身的因素决定.E自∝ΔIΔt,而不是E自∝ΔI,C对,A、B错.线圈中电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同,电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,D错.
点评电流的变化量ΔI不等同于电流的变化率ΔIΔt,E∝ΔIΔt而不是E∝ΔI.自感系数仅和线圈本身有关.
知识点二通电自感和断电自感
3.如图2所示电路中,A、B是完全相同的灯泡,L是电阻不计的电感线圈,下列说法中正确的是()
图2
A.当开关S闭合时,A灯先亮,B灯后亮
B.当开关S闭合时,B灯先亮,A灯后亮
C.当开关S闭合时,A、B灯同时亮,以后B灯更亮,A灯熄灭
D.当开关S闭合时,A、B灯同时亮,以后亮度不变
答案C
解析当开关S闭合时,电路中电流增加,由于线圈的自感作用,其中产生一自感电动势阻碍电流的增加,此时A、B二灯相当于串联,同时亮;之后线圈相当于一段导线,将A灯短路,A灯熄灭,因B灯所加电压增加而变得更亮.
点评开关闭合时,线圈自感电动势与电源电动势方向相反,若自感系数足够大,瞬间可以认为断路,随即变缓直至消失.
4.在如图3所示的电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联,当合上开关S后灯A正常发光.则下列说法中正确的是()
图3
A.当断开S时,灯A立即熄灭
B.当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭
C.用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A逐渐熄灭
D.用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭
答案BC
解析在S断开的瞬间,L与A构成闭合回路,灯A不会立即熄灭.问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定.根据P=I2R可知,灯A能否闪亮,取决于S断开的瞬间,流过A的电流是否更大一些.在断开S的瞬间,灯A中原来的电流IA立即消失.但灯A和线圈L组成一闭合回路,由于线圈L的自感作用,其中的电流IL不会立即消失,它还要通过回路维持短暂的时间.如果ILIA,则灯A熄灭之前要闪亮一下;如果IL≤IA,则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下.至于IL和IA的大小关系,由RA和RL的大小关系决定:若RARL,则IAIL,灯将闪亮一下;若RA≤RL,则IA≥IL,灯将逐渐熄灭.
点评开关断开时,原电源不提供电流,若线圈形成回路,则自感电动势会通过回路形成电流,因此断电时线圈起到瞬间电源的作用.
【方法技巧练】
一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧
5.在图4甲、乙电路中,电阻R和电感线圈L的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()
图4
A.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
答案AD
解析甲图中,灯泡A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S时,线圈L中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬间,灯泡A的电流不变,以后电流渐渐变小.因此,灯泡渐渐变暗.乙图中,灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小,电感线圈相当于一个电源给灯A供电,因此在这一短暂的时间内,反向流过A的电流是从IL开始逐渐变小的,所以灯泡要先亮一下,然后渐渐变暗,故选项A、D正确.
方法总结在开关断开时,电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等,以后电流开始缓慢减小到零,断开开关后,灯泡是否瞬间变得更亮,取决于当初两支路中电流大小的关系.
6.如图5所示的电路中,S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2A,流过灯泡的电流是1A,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5
答案D
解析开关S断开前,通过灯泡D的电流是稳定的,其值为1A.开关S断开瞬间,灯泡支路的电流立即减为零,但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势,使线圈中的电流从原来的2A逐渐减小,方向不变,且同灯泡D构成回路,通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同,也应该是从2A逐渐减小为零,但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反,D对.
方法总结解图象问题时,先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系;其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素来确定图象.
二、两类自感的综合分析方法
7.如图6所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开的过程中,L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()
图6
A.S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即不亮,L1逐渐变亮
B.S闭合,L1不亮,L2很亮;S断开,L1、L2立即不亮
C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭
D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2逐渐变得更亮;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才熄灭
答案D
解析当S接通时,L的自感系数很大,对电流的阻碍作用较大,L1和L2串接后与电源相连,L1和L2同时亮,随着L中电流的增大,L的直流电阻不计,L的分流作用增大,L1的电流逐渐减小为零,由于总电阻变小,总电流变大,L2的电流增大,L2灯变得更亮.当S断开时,L2中无电流,立即熄灭,而电感L将要维持本身的电流不变,L和L1组成闭合电路,L1灯要亮一下后再熄灭,综上所述,选项D正确.
方法总结当电路中有电感L时,若电路中的电流发生变化,电感L的作用总是阻碍电流的变化.当电路稳定时,电感L相当于一段导体.若电感L中有直流电阻,则相当于电阻;若无直流电阻,则它相当于一根短路导线.
8.如图7所示电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡,线圈L的电阻忽略不计,下列说法中正确的是()
图7
A.闭合S时,L2先亮,L1后亮,最后一样亮
B.断开S时,L2立刻熄灭,L1过一会熄灭
C.L1中的电流始终从a到b
D.L2中的电流始终从c到d
答案A
解析闭合S时,L2中立即有从d到c的电流,先亮,而线圈由于自感作用,线圈中产生与原电流相反的自感电动势,对原电流大小起到阻碍作用,通过线圈的电流逐渐增加,所以L1逐渐变亮,电路稳定后自感作用消失,线圈L相当于导线,所以最后L1、L2一样亮.断开S时,L2中由电源提供的电流瞬间消失,但是L中的电流由于自感的阻碍作用将逐渐减小,方向不变,使线圈与L2、L1形成回路,因此L1、L2将过一会儿同时熄灭.L1中的电流始终由b到a,L2中的电流先由d到c,后由c到d.
方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大,断电时电流由有到无逐渐减小.

互感与自感


老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,大家静下心来写教案课件了。只有规划好了教案课件新的工作计划,才能在以后有序的工作!有没有好的范文是适合教案课件?下面是由小编为大家整理的“互感与自感”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。

选修3-2第四章第6节《互感和自感》学案
课前预习学案
一、预习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
二、预习内容
(一)自感现象
1、自感电动势总要阻碍导体中,当导体中的电流在增大时,自感电动势与原电流方向,当导体中的电流在减小时,自感电动势与电流方向。注意:“阻碍”不是“阻止”,电流还是在变化的。
2、线圈的自感系数与线圈的、、等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越。除此之外,线圈加入铁芯后,其自感系数就会。
3、自感系数的单位:,有1mH=H,1μH=H。
4、感电动势的大小:与线圈中的电流强度的变化率成正比。★
(二)自感现象的应用
1、有利应用:a、日光灯的镇流器;b、电磁波的发射。
2、有害避免:a、拉闸产生的电弧;b、双线绕法制造精密电阻。
3、日光灯原理(学生阅读课本)
(1)日光灯构造:

(2)日光灯工作原理:

(三)互感现象、互感器
1、互感现象现象应用了原理。
2、互感器有,。

课内探究学案

一、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。

二、学习过程
(一)复习旧课,引入新课
1、引起电磁感应现象的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
1、互感现象
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,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?

2、自感现象
问题2:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?

[实验1]演示通电自感现象。
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)
现象:

问题3:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。

[实验2]演示断电自感。
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?
现象:

问题4:为什么A灯不立刻熄灭?

3.自感系数
问题5:自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。

问题6:自感电动势的大小决定于哪些因素?

4.磁场的能量
问题7:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论。

学生分组讨论:

师生共同得出结论:

(三)实例探究
自感现象的分析与判断
【例1】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

【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若R1>R2,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若R1<R2,灯泡的亮度怎样变化?
(四)反思总结:

(五)当堂检测
1、无线电技术的发展,极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求:一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小,如图所示,两个线圈安装位置最符合该要求的是()

A.①B.②C.③D.④
2、如图所示电路,线圈L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,B板带正电,A板带负电
D、由于线圈电阻不计,电容被短路,上述三种情况电容器两板都不带电
3、在下图电压互感器的接线图中,接线正确的是()

答案:1.D2.D3.B
课后练习与提高
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.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是()
A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭
B.小灯立即亮,小灯立即熄灭
C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
4.如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。
5.如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是()
A.当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.当接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭
D.当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
6.如图所示电路中,A1、A2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()
A.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
B.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数
C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1数等于A2的读数
7.如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则()
A.电键S闭合时,灯泡D1、D2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,D2更亮
B.电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2逐渐变亮,最后一样亮
C.电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭
D.电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭

答案:1.ACD2.D3.A4.ba自感5.C6.BD7.AC

互感和自感学案和课件及练习6套(人教版)


一名优秀的教师就要对每一课堂负责,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?小编经过搜集和处理,为您提供互感和自感学案和课件及练习6套(人教版),供大家借鉴和使用,希望大家分享!

第六节互感和自感学案
【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)、了解日光灯的工作原理
(5)、会灵活运用公式求感生电动势
(6)、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
【学习用具】
变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关,日光灯组件,
【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
1、动手做一做
实验1:断电自感现象。学生几人一组作实验
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?

问2:在开关断开这一瞬间,增大的电压从哪里来的。

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。
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,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后,线圈中还有磁通量吗?

问4:所以,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何变化?

问5:穿过线圈的磁通量发生了变化,会发生什么现象?

⑵讨论小结:

⑶建立概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象,发生电磁感应的原因是由于通过导体的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为。

自感现象:由于发生变化而产生的电磁感应现象。
自感电动势:在现象中产生的感应电动势。
练习:在实验中,若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流随时间的变化图像为图;若RL远小于RA,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流图像为图。

答案:A;C;B;D
3、演示实验,强化概念
实验3: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立即正常发光,而灯泡1是逐渐亮起来的。
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?

4、综合因素,讲解规律
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。
特点:自感电动势总是导体中原来电流的的。
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ε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ε自(I自)与I原相同
5、分析实验,深化理解
①实验1称为断电自感现象,实验2称为通电自感现象。那么,在实验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在实验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢?

②实验2中,如果以很快的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢?

③实验1中开关断开了,电源已不再给灯泡提供电能了,灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗?

练习:实验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间变化的图像为图;通过灯泡2的电流随时间变化的图像为图。

答案:C;A
(二)、自感系数
问:感应电动势的大小跟什么因素有关?

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。
(阅读教材)
理论分析表明:
E=。
L称为线圈的自感系数,简称自感或。自感表示线圈产生本领大小的物理量。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。
单位:亨利(H)
1H=mH=μH
(三)、自感现象的应用——日光灯的原理
日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和稀薄的天然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿而导电时,灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光,根据不同的需要充以不同的气体,并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。

日光灯的电路图如下图所示:

其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形触片冷却收缩,电路断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端,使水银蒸汽开始放电导通,使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一个电容,它的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁,没有电容器,启动器也能正常工作,日光灯启动后,启动器就不需要了。
镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。
(四)磁场中的能量
开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成。
【课堂练习】
例1、关于自感现象,正确的说法是:
A、感应电流一定和原电流方向相反;
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大;
C、对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈中产生的自感电动势也越大;
D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。
解:D。
例2、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I0。
解:D。
说明:要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时,自感电动势要阻碍电流的增大,但电流最后还是要增大的,只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见);当原电流减小时,自感电动势要阻碍电流的减小,但电流最后还是要减小的,只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。
例3、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I1I2,断开时I1I2;B、接通时I1I2,断开时I1=I2;
C、接通时I1I2,断开时I1I2;D、接通时I1=I2,断开时I1I2。
解:B。
【学习小结】

【学习反思】:

文章来源:http://m.jab88.com/j/39565.html

更多

猜你喜欢

更多

最新更新

更多