高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 互感和自感优秀学案

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【学习目标】
1.通过实验了解互感与自感现象，会用自感与互感解释简单的电磁现象；知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现。
2.会从法拉第电磁感应定律的视角认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。
2.知道互感现象与自感现象的防止和应用。
【学习重难点】
1、教学重点：（1）通过实验，观察并理解“通电自感”和“断电自感”。
（2）通过实验观察和理论分析，体会物理规律的探究过程。
2、教学难点：“断电自感”灯泡闪亮的原因。
【知识回顾】
一、楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要______________引起感应电流的磁通量的变化。
二、右手定则
1．内容
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从______________进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时______________所指的方向就是感应电流的方向，如图所示。
2．适用范围
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
【自主预习】
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______________的现象。产生的电动势叫作互感电动势。
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______________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的正常工作。
二、自感现象 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______________的现象。
2．自感电动势
由于______________而产生的感应电动势。
3．自感电动势的大小
E＝Leq \f(ΔI,Δt)，其中L是自感系数，简称______________或______________，单位：______________，符号为H。
4．自感系数大小的决定因素
自感系数与线圈的______________、______________、______________，以及______________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______________，储存在______________中。
(2)线圈中电流减小时，______________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______________的“惯性”。
【课堂探究】
【新课导入】
观察实验现象，你能解释为什么吗？
播放视频，提问：
（1）为什么能听见由手机输出的声音？
（2）小灯泡为什么会发光？
观察视频，学生回答自己的猜想。
【新课教学】
任务一、互感现象
互感现象
互感现象的应用
任务二、自感现象
（一）思考与讨论
线圈中电流发生变化，是否也会在自己的回路里产生电动势？
（二）实验探究
观察两个灯泡的发光情况
①A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
②闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光.
然后断开开关S。
③ 重新闭合S，观察到什么现象？

现象：
你能解释以下这是为什么吗？
观察开关断开时灯泡的亮度
按图连接电路。先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度。演示前思考下列问题：
1. 电源断开时，通过线圈 L 的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
2.产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
。
（三）自感现象
1、自感
自感电动势：
（四）自感系数
1.自感电动势的大小
物理意义:
（2）决定因素
单位：
任务三、磁场的能量
断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，能量是从哪里来的？
【自我测评】
1．在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中电流的影响尽量小。下列两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( )
2．如图所示，电源电动势为E，其内阻不可忽略，L1、L2是两个完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，电容器的电容为C，合上开关S，电路稳定后( )
A．电容器的带电荷量为CE
B．灯泡L1、L2的亮度相同
C．在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右
D．在断开S的瞬间，灯泡L2立即熄灭
3．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A．S闭合瞬间，B先亮A后亮
B．S闭合瞬间，A先亮B后亮
C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭
D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭
4．某兴趣小组探究断电自感现象的电路如图所示。闭合开关S，待电路稳定后，通过电阻R的电流为I1，通过电感L的电流为I2。t1时刻断开开关S，下列图像中能正确描述通过电阻R的电流IR和通过电感L的电流IL的是( )
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？