小學(xué)衛(wèi)生與健康教案

互感與自感。

老師會對課本中的主要教學(xué)內(nèi)容整理到教案課件中，大家靜下心來寫教案課件了。只有規(guī)劃好了教案課件新的工作計劃，才能在以后有序的工作！有沒有好的范文是適合教案課件？下面是由小編為大家整理的“互感與自感”，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

選修3-2第四章第6節(jié)《互感和自感》學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1．知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。
2．知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
（一）自感現(xiàn)象
1、自感電動勢總要阻礙導(dǎo)體中，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在增大時，自感電動勢與原電流方向，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在減小時，自感電動勢與電流方向。注意：“阻礙”不是“阻止”，電流還是在變化的。
2、線圈的自感系數(shù)與線圈的、、等因素有關(guān)。線圈越粗、越長、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越。除此之外，線圈加入鐵芯后，其自感系數(shù)就會。
3、自感系數(shù)的單位：，有1mH=H,1μH=H。
4、感電動勢的大?。号c線圈中的電流強度的變化率成正比。★
（二）自感現(xiàn)象的應(yīng)用
1、有利應(yīng)用：a、日光燈的鎮(zhèn)流器；b、電磁波的發(fā)射。
2、有害避免：a、拉閘產(chǎn)生的電弧；b、雙線繞法制造精密電阻。
3、日光燈原理（學(xué)生閱讀課本）
（1）日光燈構(gòu)造：
。
（2）日光燈工作原理：
。
（三）互感現(xiàn)象、互感器
1、互感現(xiàn)象現(xiàn)象應(yīng)用了原理。
2、互感器有，。

課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。
2．知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。
3．知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。
4．能夠通過電磁感應(yīng)部分知識分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場的能量轉(zhuǎn)化問題。

二、學(xué)習(xí)過程
（一）復(fù)習(xí)舊課，引入新課
1、引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的最重要的條件是什么？

2、楞次定律的內(nèi)容是什么？

（二）新課學(xué)習(xí)
1、互感現(xiàn)象
問題1：在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？

2、自感現(xiàn)象
問題2：當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時，會不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？

［實驗1］演示通電自感現(xiàn)象。
畫出電路圖（如圖所示），A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R，使A1、A2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？（實驗反復(fù)幾次）
現(xiàn)象：

問題3：為什么A1比A2亮得晚一些？試用所學(xué)知識（楞次定律）加以分析說明。

［實驗2］演示斷電自感。
畫出電路圖（如圖所示）接通電路，待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開電路，觀察到什么現(xiàn)象？
現(xiàn)象：

問題4：為什么A燈不立刻熄滅？

3．自感系數(shù)
問題5：自感電動勢的大小決定于哪些因素呢？請同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容。然后用自己的語言加以概括，并回答有關(guān)問題。

問題6：自感電動勢的大小決定于哪些因素？

4．磁場的能量
問題7：在斷電自感的實驗中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至?xí)仍瓉砀?？試從能量的角度加以討論?/p>

學(xué)生分組討論：

師生共同得出結(jié)論：

（三）實例探究
自感現(xiàn)象的分析與判斷
【例1】如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則（）
A．在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗
B．在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗
C．在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗
D．在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗

【例2】如圖所示，自感線圈的自感系數(shù)很大，電阻為零。電鍵K原來是合上的，在K斷開后，分析：
（1）若R1＞R2，燈泡的亮度怎樣變化？
（2）若R1＜R2，燈泡的亮度怎樣變化？
（四）反思總結(jié)：

（五）當(dāng)堂檢測
1、無線電技術(shù)的發(fā)展，極大地方便了人們的生活.在無線電技術(shù)中常有這樣的要求：一個線圈中電流變化時對另一個線圈中的電流影響最小，如圖所示，兩個線圈安裝位置最符合該要求的是（）

A.①B.②C.③D.④
2、如圖所示電路，線圈L電阻不計，則（）
A、S閉合瞬間，A板帶正電，B板帶負(fù)電
B、S保持閉合，A板帶正電，B板帶負(fù)電
C、S斷開瞬間，B板帶正電，A板帶負(fù)電
D、由于線圈電阻不計，電容被短路，上述三種情況電容器兩板都不帶電
3、在下圖電壓互感器的接線圖中，接線正確的是（）

答案：1.D2.D3.B
課后練習(xí)與提高
1．下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是（）
A．自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反
C．線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)
D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大
2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是（）
A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動勢一定越大
B．線圈中電流等于零時，自感系數(shù)也等于零
C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大
D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定
3．如圖所示，L為一個自感系數(shù)大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是（）
A．小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅
B．小燈立即亮，小燈立即熄滅
C．小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅
D．小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅
4．如圖所示是一演示實驗的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電路是接通的?，F(xiàn)將開關(guān)斷開，則在開關(guān)斷開的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從_____端經(jīng)燈泡到_____端.這個實驗是用來演示_____現(xiàn)象的。
5．如圖所示的電路中，燈泡A1、A2的規(guī)格完全相同，自感線圈L的電阻可以忽略，下列說法中正確的是（）
A．當(dāng)接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B．當(dāng)接通電路時，A1和A2始終一樣亮
C．當(dāng)斷開電路時，A1和A2都過一會兒熄滅
D．當(dāng)斷開電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒熄滅
6．如圖所示電路中，A1、A2是兩只相同的電流表，電感線
圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是（）
A．開關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)
B．開關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)
C．開關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)
D．開關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1數(shù)等于A2的讀數(shù)
7．如圖所示，L是電感足夠大的線圈，其直流電阻可忽略不計，D1和D2是兩個相同的燈泡，若將電鍵S閉合，等燈泡亮度穩(wěn)定后，再斷開電鍵S，則（）
A．電鍵S閉合時，燈泡D1、Ｄ2同時亮，然后D1會變暗直到不亮，D2更亮
B．電鍵S閉合時，燈泡D1很亮，D2逐漸變亮，最后一樣亮
C．電鍵S斷開時，燈泡D2隨之熄滅，而D1會亮一下后才熄滅
D．電鍵S斷開時，燈泡D1隨之熄滅，而D2會更亮后一下才熄滅

答案:1.ACD2.D3.A4.ba自感5.C6.BD7.AC

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《互感和自感》教學(xué)設(shè)計

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé)，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？為滿足您的需求，小編特地編輯了“《互感和自感》教學(xué)設(shè)計”，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

《互感和自感》教學(xué)設(shè)計

一、教材分析與教學(xué)設(shè)計思路

1.教材分析

互感和自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例。學(xué)習(xí)它們的重要性在于他們具有實際的應(yīng)用價值。同時對自感現(xiàn)象的觀察和分析也加深了對電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件的理解。

2.學(xué)情分析

互感現(xiàn)象法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的第一個成功試驗就是互感現(xiàn)象。學(xué)生前面探究感應(yīng)電流條件中也做過類似的試驗，已有感性認(rèn)識。教學(xué)要求是知道互感現(xiàn)象。因此教學(xué)中教師可做些有趣的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)知識進行成因分析，明確盡管兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線連接，卻可以使能量由一個線圈傳遞到另一個線圈。這就是互感現(xiàn)象

自感現(xiàn)象學(xué)生從前面學(xué)習(xí)的中知道當(dāng)穿過回路的磁通量發(fā)生變化時，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這些結(jié)論都是通過實驗觀察得到的，沒有理論證明。但同學(xué)們觀察到的實驗都是外界的磁場引起的回路磁通量的變化，善于動腦筋的同學(xué)就會產(chǎn)生這樣的思考：當(dāng)變化的電流通過自身線圈，使自身回路產(chǎn)生磁通量的變化，會不會在自己的回路產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢？所以這節(jié)課是學(xué)生在已有知識上產(chǎn)生的必然探求欲望，教師應(yīng)抓住這一點。設(shè)計探究性課例。自感電動勢對電流變化所起的“阻礙”作用，以及自感電動勢方向的是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。為突破難點，教師應(yīng)通過理論探究和實驗驗證相結(jié)合的方法進行教學(xué)，為使效果明顯，本人特自制教學(xué)儀器。

3.教學(xué)設(shè)計思路

為突出物理知識的形成過程和應(yīng)用過程的科學(xué)方法，本教學(xué)設(shè)計采取“實驗體驗-理論探究”和“猜想、假設(shè)、理論預(yù)測、設(shè)計實驗、驗證、得出結(jié)論”相結(jié)合的思路分別研究斷電自感和通電自感。以利于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

為突出物理知識與生活的聯(lián)系，突出在技術(shù)、社會領(lǐng)域的應(yīng)用，本人設(shè)計了讓學(xué)生體驗自感觸電，并在探究的過程中，讓學(xué)生估算自己的觸電電壓（約150V）,使學(xué)生有真實感。學(xué)生分組實驗，模擬利用自感點火，使學(xué)生知道物理知識的價值。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1．了解互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象，以及對它們的利用和防止。

2．能夠通過電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律分析通電、斷電自感現(xiàn)象的成因，并能利用自感知識解釋自感現(xiàn)象。

3．了解自感電動勢的計算式，知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位。

4．初步了解磁場具有能量。

（二）過程與方法

1.通過人體自感實驗，增強學(xué)生的體驗真實感。激發(fā)學(xué)生探究欲望

2．通過理論探究和實驗設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的方法。加深對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1．通過學(xué)生體驗，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲和興趣。

2．理解互感和自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例，讓學(xué)生感悟特殊現(xiàn)象中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點。

根據(jù)上述分析與思路確定如下的教學(xué)重點與難點。

三、重難點

重點：（1）自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因；（2）自感電動勢的方向；（3）自感現(xiàn)象的應(yīng)用

難點：自感電動勢對電流的變化進行阻礙的認(rèn)識。

四、教學(xué)方法

本節(jié)課教學(xué)采用“引導(dǎo)--探究”教學(xué)法，該教學(xué)法以解決問題為中心，注重分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。其主要程序是：猜想→假設(shè)→理論探究科學(xué)預(yù)測→設(shè)計實驗→實驗驗證→得出結(jié)論→實際應(yīng)用。它不僅重視知識的獲得，而且更重視學(xué)生獲取知識的過程及方法，更加突出了學(xué)生的學(xué)，學(xué)生學(xué)得主動，學(xué)得積極。真正體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的思想。

五、學(xué)法指導(dǎo);課前提出問題，讓學(xué)生提前思考，見后。

六、課時分配：2課時；本課時只學(xué)習(xí)第一課時。

七、教學(xué)媒體

教師用：多媒體課件；互感變壓器；自制自感現(xiàn)象演示儀；干電池；mp3；音箱；變壓器；小線圈；小燈泡；導(dǎo)線若干，

學(xué)生用（8人一組）：帶鐵芯的線圈；抽掉打火裝置的打火機；干電池（6V）；電鍵；導(dǎo)線等。

八、教學(xué)流程（第一學(xué)時）

（一）互感

情境創(chuàng)設(shè)：利用可拆變壓器進行實驗，原線圈接在電源，使副線圈電路中的燈泡發(fā)光

提出問題：兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線連接，燈泡為什么能發(fā)光？

理論探究：引導(dǎo)學(xué)生通過已學(xué)知識分析，學(xué)生思考后解釋原因。

引入課題：互感現(xiàn)象。

1．當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感。

互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。

2．應(yīng)用互感：變壓器；收音機的“磁性天線”。

演示：聲音電信號互感現(xiàn)象，讓互感線圈一個接mp3,一個接音放。

3．減小互感：互感現(xiàn)象可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，要采取措施屏蔽。例舉數(shù)據(jù)線。

過渡語：當(dāng)一個線圈的電流變化時，它的變化磁場在鄰近的電路中激發(fā)了感應(yīng)電動勢，那么它會不會在自身的線圈中也激發(fā)感應(yīng)電動勢呢？

（二）自感

情景創(chuàng)設(shè)：讓幾位同學(xué)按如圖1“串聯(lián)”在電路里，電源4節(jié)干電池

操作方法：

．閉合開關(guān)前，學(xué)生體驗－―――＂無感覺＂；

．閉合開關(guān)后，學(xué)生體驗－―――＂無感覺＂；

．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，學(xué)生突然受到電擊－―――＂迅速收回雙手”

引入課題四節(jié)干電池何以使這么多同學(xué)同時受到電擊？學(xué)生對此引發(fā)的思維疑問和驚奇而提出問題，

提出問題：1.電源斷開了，電從何處激發(fā)而來？2.是發(fā)生電磁感應(yīng)嗎？3.假若是，能解釋上面的現(xiàn)象嗎？

學(xué)生探究，學(xué)生交流后解釋原因，Ppt演示。學(xué)生估算自己所承受的瞬間電壓。

得出結(jié)論1：當(dāng)電流減少時，線圈中能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。感應(yīng)電流方向與原電流方向相同，阻礙電流的減少，推遲了電流減少的時間。

再次提出問題：電流增大時，又會是怎樣的情景呢？

猜想：可能是線圈發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象

假設(shè)：假設(shè)線圈發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象

理論分析:感應(yīng)電動勢阻礙電流的增加，電流不會立即達到，只能緩慢增加，即有延時性

鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗：選出學(xué)生設(shè)計的通電自感實驗電路圖如下？請大家分析是否合理？如果不合理，請?zhí)岢龈倪M方案

分析討論：

方案1如圖甲（無法判斷。不合理）

方案2如圖乙（開關(guān)閉合瞬間燈泡能發(fā)光。由于燈泡的明暗快慢變化顯示了線圈中電流的變化情況，但是一個燈泡沒有對比，無法說明問題，無法說明問題。不合理）

方案3如圖丙（同規(guī)格燈泡，將調(diào)到既能看到延時，又能對比，合理）

方案3預(yù)測：開關(guān)閉合瞬間，燈立即變亮，逐漸變亮的現(xiàn)象

分析原因可知由楞次定律，在通電瞬間，線圈電流增大時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生生感應(yīng)電動勢（自感電動勢），它阻礙了線圈中電流的增大，推遲了電流達到常值的時間，因此出現(xiàn)逐漸變亮的現(xiàn)象。這種阻礙有別于阻止。最終達到正常值。

進行實驗，證實猜測。

得出結(jié)論2：與預(yù)測相同

當(dāng)電流增加時，線圈中能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。感應(yīng)電流方向與原電流方向相反，阻礙電流的增加，推遲了電流增加的時間。

引出定義：

自感:1．由于導(dǎo)體（如：線圈）本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。

2．自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。

自感電動勢的作用：阻礙導(dǎo)體中自身的電流變化。

注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。

自感的利用與防護：利用：自感現(xiàn)象在各種電器設(shè)備和無線電技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，自感線圈是交流電路的重要元件。以后的學(xué)習(xí)會講到。

例日光燈等；燃?xì)庠畲蚧鹬圃炀茈娮璧?/p>

防護：變壓器、電動機等器材都有很大的線圈，當(dāng)電路斷開時會產(chǎn)生很大的電動勢，使開關(guān)產(chǎn)生電火花，引起人身傷害，因此電動機等大功率用電器開關(guān)最好把開關(guān)浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火花。

（三）、學(xué)生分組實驗：模擬打火裝置或沒有防護措施的電動機開關(guān)斷開的情景

（四）、學(xué)以致用：問題：1.畫出斷電前后，通過線圈電流

2.斷電時燈泡將做出怎樣的反應(yīng)?

實驗驗證。

（五）、要點回顧：

要點1無論是外界引起的磁通量變化，還是自身引起的磁通量變化，只要穿過回路的磁通量發(fā)生了變化，都能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（這是我們對電磁感應(yīng)的進一步理解.)

要點2自感電動勢總是阻礙電流的變化。顯示出“電慣性”其方向與電流方向的關(guān)系為：增反減同

要點3自感的效果是延遲了電流變化的時間

科學(xué)方法經(jīng)歷：猜想、假設(shè)、理論推理、設(shè)計實驗、驗證、得出結(jié)論。

結(jié)束語：上面我們研究了自感電動勢的方向，那么自感電動勢的大小與什么因素有關(guān)呢？下一節(jié)繼續(xù)探究。

（六）、作業(yè)，查閱資料，了解電感鎮(zhèn)流器日光燈的構(gòu)造和分析鎮(zhèn)流器工作原理

（七）教學(xué)反思：本節(jié)課的課題是《互感與自感》，教學(xué)目標(biāo)順利達成，教學(xué)中較好的體現(xiàn)了新課程理念，課堂氣氛活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，較好的突破了教學(xué)難點。這節(jié)課的設(shè)計比較新穎，不拘泥于教材。加強了學(xué)生的體驗，互動和探究。實踐證明有很強的可行性。具體如下。

對于互感，我通過變壓器互感使燈泡發(fā)光和通過MP3音樂互感使音箱發(fā)音，使學(xué)生通過看和聽真切的感受到了互感的存在，從生活走向物理，大大誘發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

對于自感部分的教學(xué)，我做了較大的改進。書上是直接給出了兩個通電和斷電實驗，而我卻采用了讓學(xué)生先做了一個“有驚無險”的斷電自感實驗，使學(xué)生體驗深刻，很好的激起了學(xué)生的探究欲望。這個實驗的另一優(yōu)點是，學(xué)生參與面廣，師生互動，且器材易得，改裝方便。

對于通電自感，與教材相比，我也做了很大的改進。把這一內(nèi)容設(shè)計成了探究課。通過猜想、設(shè)計實驗、預(yù)測結(jié)果、實驗驗證、得出結(jié)論的方法，使學(xué)生經(jīng)歷了比較完整的科學(xué)探究過程，也使學(xué)生對知識的理解和能力的提高很好地結(jié)合起來。

最后，又通過學(xué)生分組實驗，利用斷電自感，模擬打火裝置，使物理走向社會，學(xué)生感受到了學(xué)物理的意義。同時進一步提高了學(xué)物理的興趣。

這節(jié)課較好的處理了課堂的生成性，當(dāng)實際實驗中把電壓接成6v后（原設(shè)置3v），一切數(shù)據(jù)就按6v計算，并將結(jié)果寫在黑板上，以示與屏幕上的區(qū)別。

本節(jié)課還有一個亮點，通過自制斷電、通電自感演示儀器，效果比成品儀器好的多。

不足之處：，（1）由于實驗條件所限，分組實驗人數(shù)較多，部分同學(xué)未親自打火。（2）因為學(xué)生未見過傳感器，探究中學(xué)生未意識到用儀器即時反應(yīng)電流變化的問題。（3）教學(xué)中部分實驗結(jié)果按預(yù)設(shè)進行了計算，但情況有變，數(shù)據(jù)在屏幕上沒法改，顯得有點尷尬。（4）過于急躁在學(xué)生回答問題時插話，打斷學(xué)生的回答，致使某些提問的學(xué)生不能全面的回答問題（5）有的地方給學(xué)生留的思考時間還不夠充分。

備注：自感學(xué)生學(xué)法指導(dǎo)

情形1.探究電流減少時的自感現(xiàn)象

如圖所示，

（1）當(dāng)通過線圈電流減少時，磁場如何變化？通過線圈的磁通量如何變化，感應(yīng)磁場的方向如何？感應(yīng)電流（感應(yīng)電動勢）方向如何？

(2）若感應(yīng)電流的方向與原電流方向相同，對原電流的減少阻止了嗎？若沒有？對原電流將起到什么作用？畫出電源斷開后，《互感和自感》教學(xué)設(shè)計青海省平安縣第一中學(xué)（810600）劉成剛-優(yōu)質(zhì)課網(wǎng)-優(yōu)質(zhì)課網(wǎng)的博客隨時間《互感和自感》教學(xué)設(shè)計青海省平安縣第一中學(xué)（810600）劉成剛-優(yōu)質(zhì)課網(wǎng)-優(yōu)質(zhì)課網(wǎng)的博客變化的大致圖像。

(3)設(shè)計的電路如圖所示3,已知，，電源斷開后，燈將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？方向與斷開前有什么區(qū)別？

情形2電流增大，線圈自身電磁感應(yīng)分析

如圖

（1）你相信變化的電流通過線圈時，能在自身線圈激發(fā)感應(yīng)電流（感應(yīng)電動勢）嗎？

（2）若存在可能，當(dāng)通過線圈電流增大時，磁場如何變化？通過線圈的磁通量如何變化，感應(yīng)磁場的方向如何？感應(yīng)電流（感應(yīng)電動勢）方向如何？

（3）若感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反，對原電流的增加阻止了嗎？若沒有？對原電流將起到什么作用？

（4）若感應(yīng)電流對原電流增加起到延時作用，你能設(shè)計一個電路驗證嗎？畫出電路圖？

（5）若用開關(guān)閉合使電流增大，請畫出在電健閉合后，感應(yīng)電流隨時間變化的大致圖像？

參考文獻;

(1)人教版選修3-2教師教學(xué)用書

高考物理基礎(chǔ)知識歸納:互感自感與渦流

第3課時互感自感與渦流

基礎(chǔ)知識歸納
1.互感現(xiàn)象
一個線圈中的電流變化時，所引起的磁場的變化在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象.這種感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢.
2.自感現(xiàn)象
由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做自感電動勢.
3.自感電動勢的大小和方向
對于同一線圈來說，自感電動勢的大小取決于本身電流變化的快慢，其方向總阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化.公式：E自＝L
4.自感系數(shù)
也叫自感或電感，由線圈的大小、形狀、匝數(shù)及是否有鐵芯決定，線圈越長、單位長度的匝數(shù)越多、橫截面積越大，自感系數(shù)越大，若線圈中加有鐵芯，自感系數(shù)會更大.單位：亨利(H).
5.渦流
(1)定義：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)形成閉合回路，很像水的旋渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流.
(2)特點：整塊金屬的電阻很小，渦流往往很大.
6.電磁阻尼與電磁驅(qū)動
(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼.
(2)電磁驅(qū)動：磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運動，這種作用稱為電磁驅(qū)動.
重點難點突破
一、自感現(xiàn)象與互感現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系
1.區(qū)別：(1)互感現(xiàn)象發(fā)生在靠近的兩個線圈間，而自感現(xiàn)象發(fā)生在一個線圈導(dǎo)體內(nèi)部；(2)通過互感可以使能量在線圈間傳遞，而自感現(xiàn)象中，能量只能在一個線圈中儲存或釋放.
2.聯(lián)系：兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
二、通電自感和斷電自感的比較
通電自感斷電自感
電路圖
器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)
現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2立即亮起來，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)S斷開時，A燈漸漸熄滅
原

因由于開關(guān)閉合時，流過電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的增大，使流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加得慢斷開開關(guān)S時，流過線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間，在S斷開后，通過L的電流反向通過燈A，A燈不會立即熄滅，若RL＜RA，原來的IL＞IA，則A燈熄前要閃亮一下，若RL≥RA，原來的電流IL≤IA，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮一下
能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能
三、斷電實驗中，線圈中的電流有可能比原來的大嗎
不可能.因為電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感電動勢也只能阻礙線圈中電流減小，而不能“阻止”，只是減慢了電流減小的速度，但最終結(jié)果還是要減小，所以斷電實驗中，線圈中的電流不可能比原來的大.
四、渦流的產(chǎn)生機理
處在磁場中的導(dǎo)體，只要磁場變化就會引起導(dǎo)體中的磁通量的變化，導(dǎo)體中就有感應(yīng)電動勢，這一電動勢在導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成回路，導(dǎo)體內(nèi)就有感應(yīng)電流.因為這種電流像水中的旋渦，所以稱為渦流.在大塊的金屬內(nèi)部，由于金屬塊的電阻很小，所以渦電流很大，能夠產(chǎn)生很大的熱量.嚴(yán)格地說，在變化的磁場中的一切導(dǎo)體內(nèi)都有渦流產(chǎn)生，只是渦電流的大小有區(qū)別，所以一些微弱的渦電流就被我們忽視了.
五、電磁阻尼和電磁驅(qū)動
電磁阻尼是導(dǎo)體與磁場相對運動時，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，利用安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運動就是電磁阻尼.磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼.“磁懸浮列車?yán)脺u流減速”其實也是一種電磁阻尼.
電磁驅(qū)動是導(dǎo)體與磁場相對運動時，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，應(yīng)該知道安培力阻礙磁場與導(dǎo)體的相對運動的方式是多種多樣的.當(dāng)磁場以某種方式運動時(例如磁場轉(zhuǎn)動)，導(dǎo)體中的安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運動而使導(dǎo)體跟著磁場動起來(跟著轉(zhuǎn)動)，這就是電磁驅(qū)動.
典例精析
1.互感現(xiàn)象
【例1】如圖所示，兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)A以如圖所示方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時，B中產(chǎn)生如圖所示的方向的感應(yīng)電流，則()
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
【解析】本題考查楞次定律，解題關(guān)鍵是考慮到產(chǎn)生B中感應(yīng)電流的原因有兩種可能情形，即穿過B環(huán)的磁通量向外減少，或者穿過B環(huán)的磁通量向里增加.由題目所給的條件可以判斷，感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律，原磁場的方向與感應(yīng)電流的磁場相同時，磁通量是減少的，環(huán)A應(yīng)該做減速運動，產(chǎn)生逆時針方向的電流，應(yīng)該帶負(fù)電，故選項C是正確的，同理可得B是正確的.
【答案】BC
【思維提升】根據(jù)電流強度的定義，轉(zhuǎn)速變化必將引起A的等效電流變化，從而使B中磁通量發(fā)生改變而產(chǎn)生感應(yīng)電流，再結(jié)合楞次定律可判斷.
2.自感現(xiàn)象
【例2】如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會有()
A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅
C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅
【解析】本題中，當(dāng)開關(guān)S斷開時，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動勢，但由于線圈L與燈A在S斷開后不能形成閉合回路，故在開關(guān)斷開后通過燈A的電流為零，燈立即熄滅.
【答案】A
【思維提升】有自感電動勢并不一定有電流，因為必須要閉合回路才能使電流形成通路.
【拓展1】如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一個電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路拆開時應(yīng)先(B)
A.斷開S1B.斷開S2
C.拆除電流表D.拆除電阻R
【解析】若先斷開S1，會在電壓表兩端產(chǎn)生一較大自感電動勢，有可能燒毀電壓表，先拆除電流表及電阻R會發(fā)生同樣的情況，故應(yīng)選B.
3.渦流現(xiàn)象
【例3】著名物理學(xué)家弗曼曾設(shè)計過一個實驗，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間下列關(guān)于圓盤的說法中，正確的是()
A.圓盤將逆時針轉(zhuǎn)動
B.圓盤將順時針轉(zhuǎn)動
C.圓盤不會轉(zhuǎn)動
D.無法確定圓盤是否會動
【解析】瞬間增強的磁場會在周圍產(chǎn)生一個順時針的旋渦電場，負(fù)電荷受到逆時針方向的電場力，帶動圓盤逆時針轉(zhuǎn)動，而負(fù)電荷的這種定向運動則形成了順時針的環(huán)形電流，故選項A正確.
【答案】A
【思維提升】渦流現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊情況，實際上是產(chǎn)生了一個旋渦電場，使導(dǎo)體中的自由電荷受電場力發(fā)生了定向移動.
【拓展2】如圖所示是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起.當(dāng)A中通有交變電流時，B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來.
(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系.
(2)試分析說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件的其他部分并不很熱？
【解析】(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流I越大，所以電流熱功率P＝I2R也越大，焊接得越快.
(2)B中各處電流大小相等，但接口a處電阻大，電流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，所以接口a處已被熔化而零件的其他部分并不很熱.
易錯門診
4.電磁阻尼
【例4】如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程中經(jīng)過有界的水平勻強磁場區(qū)域，A、B為該磁場的豎直邊界.若不計空氣阻力，則()
A.圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度
B.在進入和離開磁場時，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)進入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大
D.圓環(huán)最終將靜止在平衡位置
【錯解】BD.如圖所示，當(dāng)圓環(huán)從1位置開始下落，進入和擺出磁場和擺出磁場時(即2位置和3位置)，由于有磁通量變化，圓環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項B正確；由于金屬圓環(huán)自身存在內(nèi)阻，所以必然有熱量產(chǎn)生(即有能量損失).因此，圓環(huán)不會再擺到4位置，選項A錯誤；當(dāng)圓環(huán)進入磁場后，穿過環(huán)內(nèi)的磁通量不再發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項C錯誤；由于每次通過磁場都有能量損失，所以圓環(huán)最終將靜止在平衡位置，D選項正確.
【錯因】物體有慣性，人的思維也有慣性.這位同學(xué)忘記了分析當(dāng)圓環(huán)僅在勻強磁場內(nèi)擺動時，穿過圓環(huán)內(nèi)的磁通量的變化情況，導(dǎo)致選擇錯誤.可見，在分析物理問題時，要嚴(yán)格按照物理規(guī)律成立的條件進行.
【正解】如題圖所示，當(dāng)圓環(huán)從1位置開始下落，進入和擺出磁場時(即2和3位置)，由于圓環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生.同時，金屬圓環(huán)本身有內(nèi)阻，必然有能量的轉(zhuǎn)化，即有能量的損失.因此圓環(huán)不會擺到4位置.隨著圓環(huán)進出磁場，其能量逐漸減少，圓環(huán)擺動的振幅越來越小.當(dāng)圓環(huán)只在勻強磁場中擺動時，圓環(huán)內(nèi)無磁通量的變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，無機械能向電能的轉(zhuǎn)化.題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)最終將在A、B間來回擺動.
【答案】B
【思維提升】把握渦流產(chǎn)生的條件及由于渦流使系統(tǒng)機械能損失對結(jié)果的影響.

互感和自感學(xué)案和課件及練習(xí)

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境，幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢？以下是小編收集整理的“互感和自感學(xué)案和課件及練習(xí)”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

第六節(jié)互感和自感學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（1）、知道互感現(xiàn)象和互感電動勢。
（2）、知道自感現(xiàn)象和自感電動勢。
（3）、知道自感系數(shù)。
（4）、了解日光燈的工作原理
（5）、會靈活運用公式求感生電動勢
（6）、會利用自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象解釋相關(guān)問題
【學(xué)習(xí)重點】自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及特點。
【學(xué)習(xí)難點】運用自感知識解決實際問題。
【學(xué)習(xí)方法】討論法、探究法、實驗法
【學(xué)習(xí)用具】
變壓器原理說明器(用400匝線圈)、3.8V0.3A燈泡兩只、滑動變阻器、電源(3V)、導(dǎo)線、開關(guān)，日光燈組件，
【學(xué)習(xí)過程】
一、復(fù)習(xí)舊課，引入新課
1、引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象最重要的條件是什么？
2、楞次定律的內(nèi)容是什么？

二、新課學(xué)習(xí)
問題：在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？
（一）互感現(xiàn)象
兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種現(xiàn)象叫做，這種感應(yīng)電動勢叫做。
利用互感現(xiàn)象可以把由一個線圈傳遞到另一個線圈。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。如下圖所示。

在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法電路間的互感現(xiàn)象。例如在電路板的刻制時就要設(shè)法減小電路間的現(xiàn)象。

(二)、自感現(xiàn)象
1、動手做一做
實驗1：斷電自感現(xiàn)象。學(xué)生幾人一組作實驗
實驗電路如圖所示。接通電路，燈泡正常發(fā)光后，迅速斷開開關(guān)，可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。
問1：燈泡閃亮一下，說明了什么問題？
問2：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的。

實驗2：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實驗，這時燈泡不再閃亮。
問3：線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的呢？
2、分析現(xiàn)象，建立概念
⑴討論：相互討論。出示實驗電路圖，運用已學(xué)過的電磁感應(yīng)的知識來分析實驗現(xiàn)象。

②問：這個實驗中，線圈也發(fā)生了電磁感應(yīng)。那么是什么原因引起線圈發(fā)生電磁感應(yīng)呢？

問1：開關(guān)接通時，線圈中有沒有電流？

問2：有電流通過線圈時，線圈會不會產(chǎn)生磁場？根據(jù)是什么？

問3：既然線圈產(chǎn)生了磁場，那么就有磁感線穿過線圈，線穿過線圈的磁胎量就不等于0。開關(guān)斷開后，線圈中還有磁通量嗎？

問4：所以，在開關(guān)斷開這一過程中，穿過線圈的磁通量變了嗎？如何變化？

問5：穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，會發(fā)生什么現(xiàn)象？

⑵討論小結(jié)：
⑶建立概念：上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)生電磁感應(yīng)的原因是由于通過導(dǎo)體的電流發(fā)生變化而引起磁通量變化。這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為。

自感現(xiàn)象：由于發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
自感電動勢：在現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
練習(xí)：在實驗中，若線圈L的電阻RL與燈泡A的電阻RA相等，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為圖，通過燈泡的電流隨時間的變化圖像為圖；若RL遠(yuǎn)小于RA，則電鍵斷開前后通過線圈的電流隨時間的變化圖像為圖，通過燈泡的電流圖像為圖。

答案：A；C；B；D
3、演示實驗，強化概念
實驗3：演示通電自感現(xiàn)象。實驗電路如圖。
開關(guān)接通時，可以看到，燈泡2立即正常發(fā)光，而燈泡1是逐漸亮起來的。
問：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？

問：為什么自感電動勢不是使燈泡1突然變得很亮，而是使它慢慢變亮呢？

4、綜合因素，講解規(guī)律
在自感現(xiàn)象中，自感電動勢的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生了變化而引起的，而自感電動勢卻總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化的。
特點：自感電動勢總是導(dǎo)體中原來電流的的。
具體而言：①如果導(dǎo)體中原來的電流是增大的，自感電動勢就要阻礙原來電流的增大。
I原↑，則ε自(I自)與I原相反
②如果導(dǎo)體中原來的電流是減小的，自感電動勢就要阻礙原來電流的減小。

I原↓，則ε自(I自)與I原相同
5、分析實驗，深化理解
①實驗1稱為斷電自感現(xiàn)象，實驗2稱為通電自感現(xiàn)象。那么，在實驗1中電路接通的瞬間，線圈是否發(fā)生自感？在實驗2中，把開關(guān)斷開時，線圈是否發(fā)生自感現(xiàn)象呢？
②實驗2中，如果以很快的頻率反復(fù)打開、閉合開關(guān)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

③實驗1中開關(guān)斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了，燈還閃亮一下。這些能量是哪里來的呢？是憑空產(chǎn)生了能量嗎？

練習(xí)：實驗中，當(dāng)電鍵閉合后，通過燈泡1的電流隨時間變化的圖像為圖；通過燈泡2的電流隨時間變化的圖像為圖。

答案：C；A
(二)、自感系數(shù)
問：感應(yīng)電動勢的大小跟什么因素有關(guān)？

自感電動勢的大小跟其它感應(yīng)電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān)。
(閱讀教材)
理論分析表明：
E=。
L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或。自感表示線圈產(chǎn)生本領(lǐng)大小的物理量。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。
單位：亨利(H)
1H=mH=μH
(三)、自感現(xiàn)象的應(yīng)用——日光燈的原理
日光燈就是利用自感現(xiàn)象的例子。燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內(nèi)充有微量的氬和稀薄的天然汞蒸汽，燈管內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)。當(dāng)燈管內(nèi)的氣體被擊穿而導(dǎo)電時，燈管兩端的燈絲就會釋放出大量的電子，這些電子與汞原子碰撞而放出紫外線，涂在燈管內(nèi)的熒光物質(zhì)在紫外線的照射下發(fā)出可見光，根據(jù)不同的需要充以不同的氣體，并在管的內(nèi)壁上涂上不同的熒光物質(zhì)，就可制造出不同顏色的日光燈了。

日光燈的電路圖如下圖所示：

其中：啟動器的作用是當(dāng)開關(guān)閉合時電源把電壓加在啟動器兩極間，使氖氣放電發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U形觸片膨脹伸長接觸靜片而電路導(dǎo)通，于是鎮(zhèn)流器中的線圈和燈管中的燈絲就有電流通過，電路接通后，啟動器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，電路斷開，鎮(zhèn)流器線圈因自感產(chǎn)生一個瞬時高壓，這個高壓加上電源兩端的電壓一起加在燈管的兩端，使水銀蒸汽開始放電導(dǎo)通，使日光燈發(fā)光。在啟動器兩觸片間還并聯(lián)了一個電容，它的作用是在動靜觸片分離時避免產(chǎn)生火花而燒毀，沒有電容器，啟動器也能正常工作，日光燈啟動后，啟動器就不需要了。
鎮(zhèn)流器就是一個自感系數(shù)很大的線圈，在日光燈點燃時，利用自感現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬時高壓，在日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象起降壓限流的作用。
（四）磁場中的能量
開關(guān)閉合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成。
【課堂練習(xí)】
例1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是：
A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；
B、線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大的其自感系數(shù)一定較大；
C、對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢也越大；
D、自感電動總是阻礙原來電流變化的。
解：D。
例2、如圖所示，兩個電阻的阻值都是R，多匝線圈的電阻和電源內(nèi)阻均可忽略不計。電鍵S原來斷開，此時電路中的電流為I0=ε/2R?，F(xiàn)將S閉合，于是線圈產(chǎn)生自感電動勢，此自感電動勢的作用是：
A、使電路的電流減小，最后由I0將小到0；
B、有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I0；
C、有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變；
D、有阻礙電流增大的作用，但電流還是增大，最后等于I0。
解：D。
說明：要深刻理解“阻礙”的意思。阻礙并不等于“阻止”。當(dāng)原電流增大時，自感電動勢要阻礙電流的增大，但電流最后還是要增大的，只不過增大得慢些(如通電自感實驗中所見)；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢要阻礙電流的減小，但電流最后還是要減小的，只不過減小得慢些(如斷電自感實驗中所見)。自感電動勢的作用只不過是起一個“延時”作用。
例3、如圖所示的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是：
A、接通時I1I2，斷開時I1I2；B、接通時I1I2，斷開時I1=I2；
C、接通時I1I2，斷開時I1I2；D、接通時I1=I2，斷開時I1I2。
解：B。
【學(xué)習(xí)小結(jié)】

4.6互感和自感學(xué)案（人教版選修3-2）

4.6互感和自感學(xué)案（人教版選修3-2）

1．兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫互感．利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈．
2．當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同時也在其本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫自感；自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，即當(dāng)導(dǎo)體中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流增大；當(dāng)導(dǎo)體中的電流減小時，自感電動勢的方向與原電流的方向相同，阻礙電流的減小．
3．通過一個線圈的電流在均勻增大時，則這個線圈的()
A．自感系數(shù)也將均勻增大
B．自感電動勢也將均勻增大
C．磁通量也將均勻增大
D．自感系數(shù)和自感電動勢不變
答案CD
解析線圈的磁通量與電流大小有關(guān)，電流增大，磁通量增大，故C項正確；而自感系數(shù)由線圈本身決定，與電流大小無關(guān)；自感電動勢EL＝LΔIΔt，與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān)，對于給定的線圈，L一定，已知電流均勻增大，說明電流變化率恒定，故自感電動勢不變，D項正確．
4．關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法，錯誤的是()
A．自感電動勢越大，自感系數(shù)也越大
B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數(shù)減小
C．把線圈匝數(shù)增加一些，自感系數(shù)變大
D．電感是自感系數(shù)的簡稱
答案A
解析自感系數(shù)是由線圈本身的特性決定的．線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，橫截面積越大，它的自感系數(shù)就越大．另外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多．
5．如圖1所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會有()
圖1
A．燈A立即熄滅
B．燈A慢慢熄滅
C．燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅
D．燈A突然閃亮一下再突然熄滅
答案A
解析當(dāng)開關(guān)S斷開時，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動勢，但由于線圈L與燈A串聯(lián)，在S斷開后，不能形成閉合回路，因此燈A在開關(guān)斷開后，電源供給的電流為零，燈就立即熄滅．
【概念規(guī)律練】
知識點一對自感現(xiàn)象的理解
1．關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是()
A．感應(yīng)電流一定和原來的電流方向相反
B．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時，線圈產(chǎn)生的自感電動勢也越大
C．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈的自感系數(shù)也越大
D．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢也越大
答案D
解析當(dāng)電流增加時，自感電動勢的方向與原來的電流反向，當(dāng)電流減小時與原來的電流同向，故選項A錯誤；自感電動勢的大小，與電流變化快慢有關(guān)，與電流變化大小無關(guān)，故選項B錯誤；自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素，與電流變化情況無關(guān)．故選項C錯誤；結(jié)合選項B的錯誤原因可知，選項D正確．
點評自感的實質(zhì)仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流的強弱決定其周圍磁場的強弱，當(dāng)電流變化時引起電流周圍的磁場發(fā)生變化，就會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．
2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動勢下列說法中正確的是()
A．線圈中電流變化越大，線圈自感系數(shù)越大
B．對于某一線圈，自感電動勢正比于電流的變化量
C．一個線圈的電流均勻增大，這個線圈自感系數(shù)、自感電動勢都不變
D．自感電動勢總與原電流方向相反
答案C
解析線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素決定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C對，A、B錯．線圈中電流減小時，自感電動勢方向與原電流方向相同，電流增大時，自感電動勢方向與原電流方向相反，D錯．
點評電流的變化量ΔI不等同于電流的變化率ΔIΔt，E∝ΔIΔt而不是E∝ΔI.自感系數(shù)僅和線圈本身有關(guān)．
知識點二通電自感和斷電自感
3．如圖2所示電路中，A、B是完全相同的燈泡，L是電阻不計的電感線圈，下列說法中正確的是()
圖2
A．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A燈先亮，B燈后亮
B．當(dāng)開關(guān)S閉合時，B燈先亮，A燈后亮
C．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后B燈更亮，A燈熄滅
D．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后亮度不變
答案C
解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路中電流增加，由于線圈的自感作用，其中產(chǎn)生一自感電動勢阻礙電流的增加，此時A、B二燈相當(dāng)于串聯(lián)，同時亮；之后線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，將A燈短路，A燈熄滅，因B燈所加電壓增加而變得更亮．
點評開關(guān)閉合時，線圈自感電動勢與電源電動勢方向相反，若自感系數(shù)足夠大，瞬間可以認(rèn)為斷路，隨即變緩直至消失．
4．在如圖3所示的電路中，帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián)，當(dāng)合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光．則下列說法中正確的是()
圖3
A．當(dāng)斷開S時，燈A立即熄滅
B．當(dāng)斷開S時，燈A突然閃亮后熄滅
C．用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路，當(dāng)斷開S時，燈A逐漸熄滅
D．用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路，當(dāng)斷開S時，燈A突然閃亮后熄滅
答案BC
解析在S斷開的瞬間，L與A構(gòu)成閉合回路，燈A不會立即熄滅．問題是“小燈泡在熄滅之前是否更亮一下”這一點如何確定．根據(jù)P＝I2R可知，燈A能否閃亮，取決于S斷開的瞬間，流過A的電流是否更大一些．在斷開S的瞬間，燈A中原來的電流IA立即消失．但燈A和線圈L組成一閉合回路，由于線圈L的自感作用，其中的電流IL不會立即消失，它還要通過回路維持短暫的時間．如果ILIA，則燈A熄滅之前要閃亮一下；如果IL≤IA，則燈A是逐漸熄滅而不閃亮一下．至于IL和IA的大小關(guān)系，由RA和RL的大小關(guān)系決定：若RARL，則IAIL，燈將閃亮一下；若RA≤RL，則IA≥IL，燈將逐漸熄滅．
點評開關(guān)斷開時，原電源不提供電流，若線圈形成回路，則自感電動勢會通過回路形成電流，因此斷電時線圈起到瞬間電源的作用．
【方法技巧練】
一、斷電自感中燈泡亮度變化的分析技巧
5．在圖4甲、乙電路中，電阻R和電感線圈L的電阻都很?。油⊿，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()
圖4
A．在電路甲中，斷開S，A將漸漸變暗
B．在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗
C．在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗
D．在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗
答案AD
解析甲圖中，燈泡A與電感線圈L在同一個支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)S時，線圈L中的自感電動勢要維持原電流不變，所以，開關(guān)斷開的瞬間，燈泡A的電流不變，以后電流漸漸變?。虼?，燈泡漸漸變暗．乙圖中，燈泡A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因為電感線圈的電阻很小)，斷開開關(guān)S時電感線圈的自感電動勢要阻礙電流的變小，電感線圈相當(dāng)于一個電源給燈A供電，因此在這一短暫的時間內(nèi)，反向流過A的電流是從IL開始逐漸變小的，所以燈泡要先亮一下，然后漸漸變暗，故選項A、D正確．
方法總結(jié)在開關(guān)斷開時，電感線圈的自感電動勢要阻礙原電流的減小，此時電感線圈在電路中相當(dāng)于一個電源，表現(xiàn)為兩個方面：一是自感電動勢所對應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動勢所對應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后電流開始緩慢減小到零，斷開開關(guān)后，燈泡是否瞬間變得更亮，取決于當(dāng)初兩支路中電流大小的關(guān)系．
6．如圖5所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流2A，流過燈泡的電流是1A，將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關(guān)系的圖象是()
圖5
答案D
解析開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A．開關(guān)S斷開瞬間，燈泡支路的電流立即減為零，但是自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應(yīng)電動勢，使線圈中的電流從原來的2A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2A逐漸減小為零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對．
方法總結(jié)解圖象問題時，先要搞清楚研究什么元件上的電流隨時間的變化關(guān)系；其次要根據(jù)線圈的自感電動勢引起的感應(yīng)電流的方向與原來電流的方向是相同還是相反、大小如何變化等因素來確定圖象．
二、兩類自感的綜合分析方法
7．如圖6所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S的閉合和斷開的過程中，L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)()
圖6
A．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮
B．S閉合，L1不亮，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮
C．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才滅
D．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2逐漸變得更亮；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅
答案D
解析當(dāng)S接通時，L的自感系數(shù)很大，對電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電源相連，L1和L2同時亮，隨著L中電流的增大，L的直流電阻不計，L的分流作用增大，L1的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2的電流增大，L2燈變得更亮．當(dāng)S斷開時，L2中無電流，立即熄滅，而電感L將要維持本身的電流不變，L和L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅，綜上所述，選項D正確．
方法總結(jié)當(dāng)電路中有電感L時，若電路中的電流發(fā)生變化，電感L的作用總是阻礙電流的變化．當(dāng)電路穩(wěn)定時，電感L相當(dāng)于一段導(dǎo)體．若電感L中有直流電阻，則相當(dāng)于電阻；若無直流電阻，則它相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線．
8．如圖7所示電路中有L1和L2兩個完全相同的燈泡，線圈L的電阻忽略不計，下列說法中正確的是()
圖7
A．閉合S時，L2先亮，L1后亮，最后一樣亮
B．?dāng)嚅_S時，L2立刻熄滅，L1過一會熄滅
C．L1中的電流始終從a到b
D．L2中的電流始終從c到d
答案A
解析閉合S時，L2中立即有從d到c的電流，先亮，而線圈由于自感作用，線圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動勢，對原電流大小起到阻礙作用，通過線圈的電流逐漸增加，所以L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，所以最后L1、L2一樣亮．?dāng)嚅_S時，L2中由電源提供的電流瞬間消失，但是L中的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小，方向不變，使線圈與L2、L1形成回路，因此L1、L2將過一會兒同時熄滅．L1中的電流始終由b到a，L2中的電流先由d到c，后由c到d.
方法總結(jié)通電時電感上的電流由無到有逐漸增大，斷電時電流由有到無逐漸減?。?/p>