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高二物理4.6《互感和自感》學(xué)案(人教版選修3-2)

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高二物理4.6《互感和自感》學(xué)案(人教版選修3-2)

1114.6 互感和自感一、教學(xué)目標(biāo):(一)知識與技能了解互感和自感現(xiàn)象了解自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念自感系數(shù),了解它的單位及影響其大小的因素(二)過程與方法:引導(dǎo)學(xué)生從事物的共性中發(fā)掘新的個性,從發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應(yīng)得規(guī)律,提出自感現(xiàn)象,并推出關(guān)于自感的規(guī)律。會用自感知識分析,解決一些簡單的問題,并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對它們的防止和利用(三)情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力,通過對已學(xué)知識的理解實現(xiàn)知識的自我更新,以適應(yīng)社會對人才的要求二、重點、難點及解決辦法1重點:自感現(xiàn)象及自感系數(shù)2難點: 自感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析通、斷電自感的演示實驗中現(xiàn)象解釋3解決辦法: 通過分析實驗電路和直觀的演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生運用已學(xué)的電磁感應(yīng)知識進(jìn)行分析、歸納,再利用電路中的并聯(lián)規(guī)律,從而幫助學(xué)生突破本節(jié)重點、排除難點。三學(xué)生活動設(shè)計: 啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生利用前面學(xué)過的電路知識及電磁感應(yīng)知識,分析通電自感和斷電自感的電路圖,預(yù)測將會產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,然后再通過觀察實驗現(xiàn)象驗證自身的思維,并歸納總結(jié)自感現(xiàn)象這一規(guī)律產(chǎn)生的原因。四教具準(zhǔn)備通、斷電自感演示裝置,電池四節(jié)(帶電池盒)導(dǎo)線若干五重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程引入新課問題情景:發(fā)生電磁感應(yīng)的條件是什么?怎樣得到這種條件,也就是讓閉合回路中磁通量發(fā)生變化?下面這兩種電路中當(dāng)電鍵斷開和閉合瞬間會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎?如果會發(fā)生,它們有什么不同呢?(一)互感現(xiàn)象1、基本概念:互感:互感現(xiàn)象:互感電動勢: 2、互感的理解:(1)、如右圖斷開、閉合開關(guān)瞬間會發(fā)生電磁感應(yīng)嗎?(2)這是互感嗎?小結(jié):互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個何相互靠近的電路之間。線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。問題情景:(互感中的能量)另一電路中能量從哪兒來的?小結(jié):互感現(xiàn)象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。3、互感的應(yīng)用和防止: (二)自感現(xiàn)象1、問題情景:由電流的磁效應(yīng)可知,線圈通電后周圍就有磁場產(chǎn)生,電流變化,則磁場也變化,那么對于這個線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化。是否此時也發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢?我們通過實驗來解決這個問題。2、演示實驗:實驗1 (演示P25實驗)出示自感演示器,通電自感。提出問題:閉合S瞬間,會有什么現(xiàn)象呢?引導(dǎo)學(xué)生做預(yù)測,然后進(jìn)行實驗。(實驗前事先閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器R和R1使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關(guān),準(zhǔn)備好實驗)。開始做實驗,閉合開關(guān)S,提示學(xué)生注意觀察現(xiàn)象觀察到的現(xiàn)象:在閉合開關(guān)S瞬間,燈A2立刻正常發(fā)光,A1比A2遲一段時間才正常發(fā)光。學(xué)思考現(xiàn)象原因。請學(xué)生分析現(xiàn)象原因。總結(jié):由于線圈L自身的磁通量增加,而產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,這個感應(yīng)電動勢總是阻礙磁通量的變化,既阻礙線圈中電流的變化,故通過A1的電流不能立即增大,燈A1的亮度只能慢慢增加,最終與A2相同。實驗2(演示課本P26實驗)斷電自感先給學(xué)生幾分鐘時間看課本實驗,預(yù)測實驗現(xiàn)象,是回答課本思考與討論問題。3結(jié)論:小結(jié):線圈中電流發(fā)生變化時,自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這個感應(yīng)電動勢阻礙原電流的變化。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)象叫自感現(xiàn)象。自感電動勢:自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。4.磁場的能量問題情景:在圖4.6-4中,開關(guān)斷開后,燈泡的發(fā)光還能持續(xù)一段時間,有時甚至比開關(guān)斷開前更亮,這時燈泡的能量是從哪里來的呢?教師引導(dǎo)學(xué)生分析,電源斷開以后,線圈中電流不會立即消失,這時的電流仍然可以做功,說明線圈儲存能量。當(dāng)開關(guān)閉合時,線圈中的電流從無到有,其中的磁場也是從天到有,這可以看作電源把能量輸送到磁場,儲存在磁場中。這里我們知識一個合理的假設(shè),有關(guān)電磁場能量的直接式樣驗證,要在我們認(rèn)識了電磁波之后才有可能。5自感現(xiàn)象的理解:線圈中電流的變化不能在瞬間完成,即不能“突變”。也可以說線圈能體現(xiàn)電的慣性6自感的應(yīng)用與防止:應(yīng)用:日光燈 防止:變壓器、電動機(jī)(三)自感系數(shù)問題情景:我們都知道感應(yīng)電動勢的大小與回路中磁通量變化的快慢有關(guān),而自感現(xiàn)象中的自感電動勢是感應(yīng)電動勢的一種,那么就是說,自感電動勢也應(yīng)正比于穿過線圈的磁通量的變化率,即:Et,而磁場的強(qiáng)弱又正比于電流的強(qiáng)弱,即磁通量的變化正比于電流的變化。所以也可以說,自感電動勢正比于電流的變化率。即EIt寫成等式即:E=LIt2.自感系數(shù),簡稱自感或電感,用字母L表示。影響因素:形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯。3單位:亨利 符號:H 常用單位:毫亨(mH) 微亨(H)(四)實例探究【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(dá)到穩(wěn)定,燈泡D發(fā)光。則(AD)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R1R2,燈泡的亮度怎樣變化?(2)若R1R2,燈泡的亮度怎樣變化?鞏固練習(xí)1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中,正確的是(ACD)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(D)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4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)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六、課堂小結(jié)、自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中特殊情形,它的產(chǎn)生原因是由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化、自感電動勢的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關(guān),它總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化。七、布置作業(yè): 課后習(xí)題 111

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