2.4互感和自感 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

《互感和自感》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标：

1. 通过自感与互感概念的学习，深化对电磁感应规律的理解，并认识到自感与互感两种特殊的电磁感应现象的区别，深化能量观念的认识；
2. 通过通电自感和断电自感等实验探究，引导学生科学探究意识和能力的培养；
3. 通过自感现象物理学史的介绍，引导学生认识到科学传播与交流的重要性，培养学生科学态度与责任；
4. 对互感和自感的应用和危害进行介绍，培养学生辩证思考的科学态度。

教学重点：

1. 互感现象中的电磁感应规律；
2. 自感现象的理解；
3. 自感系数。

教学难点：

认识自感现象的有关规律

教学方法：

演示实验，讨论、讲授。

课时安排：1课时

问题引入：

穿过回路的磁通量发生变化时，将在回路中产生感应电动势；那么，当导体或线圈本身的电流变化从而磁通量变化时会产生什么现象呢？

新课教学：

一、互感现象

情境1：如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一。

 

 

 

 

 

情境2：如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈和线圈之间有一定的距离，喇叭却能发生音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发生。

【思考问题】（1）在没有电源的电路中为何会有电流产生？

（2）与法拉第发现电磁感应现象的实验原理图比较，两个电路之间有何相似之处？有何区别？

 

 

 

 

 

二、自感现象

1、概念：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。

 

【观察与思考】

实验1：探究通电时的自感现象。解释现象产生的原因。

 

 

 

 

 

实验2：探究断电时的自感现象。

 

 

 

 

 

 

【思考问题】（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？

（3）开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？

（4）开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效

果更明显，对线圈 L 应该有什么要求？

（5）断开开关时，电路中的能量转化情况是怎样的？

（6）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？

（7）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？

 

 总结：（1）当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”作用；

（2）当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”作用；

（3）自感现象遵循能量守恒定律，说明磁场具有能量。

 

2、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。

（1）作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。

（2）方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。

 

三、自感系数

自感电动势遵循法拉第电磁感应定律，即

线圈中变化的电流所激发的磁感应强度与电流的变化率成正比，即

自感电动势与电流的变化率成正比，即

1、为自感系数，简称自感或电感，由线圈本身的构造决定；

2、物理意义：反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量；

3、自感系数的大小与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。

4、单位：亨利，简称亨，符号是H，1 mH=10-3 H，1 μH=10-6 H