2.4 互感和自感 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

物理选必二 第二章 电磁感应 自学探究学案 学习内容：2.4互感和自感 主备: 闲云 时间 ： 月 日 班 级 姓名 教学目标-科学素养 物理观念：1.知道互感与自感现象及其产生原因； 2.了解自感电动势表达式及自感系数决定因素。 科学思维：能利用电磁感应有关规律分析并解释通电、断电时自感现象的原因。 科学探究: 通过实验探究自感电动势大小受到哪些因素影响。培养学生的实验探究能力。 科学态度与价值观：通过了解互感和自感现象在生产、生活中的应用，使学生体会科学对社会发展的推动作用，激发学生科学探究的兴趣。 自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗） 一.互感现象 1.电磁感应现象事例： （1）在法拉第圆环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，在另一个线圈中产生了电流，这是最早发现的 电磁感应现象 （2）如右图所示，两个线圈A、B之间并没有导线相连，当线圈A中的 电流变化时，与线圈B连接的电流表发生偏转，我们知道这也是电 磁感应现象。 2.互感现象定义：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。如上述电磁感应事例就是互感现象。 3.互感电动势：在互感现象中产生的感应电动势叫作互感电动势。 强调：①互感现象是电磁感应现象中的一类现象。 ②互感的本质是互相感应。A线圈中电流的变化会感应B线圈中产生感应电流，B线圈中的变化电流也会在A线圈中产生感应电流，从而影响A线圈中的电流变化。 4．应用：①金属探测器。②变压器 ③无线充电等等。 5.危害：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。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，这时要设法减小电路间的互感。例如在数据线上我们经常看到一个圆柱形的结构，这叫磁环，在电子电路中起到抗干扰的作用。又如电脑中的CPU集成模块，要用金属罩把它罩住，一来怕它发出的电磁波干扰电路元件正常工作，二来怕外界的电磁波干扰它的正常工作， 二、自感现象 1．定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在 激发出感应电动势的现象。由于 而产生的感应电动势叫作自感电动势。 2.现象演示并解释 （1）通电自感演示并解释： ①演示电路如图所示。L为电感线圈。A1 和 A2 是规格相同 的两个灯泡。 ②调试: 在实验演示之前，先进行调试：闭合开关 S，调节 电阻 R，使两个灯泡的亮度 ；再调节可调 电阻 R1，使两灯 ，然后断开电键S. ③观察现象：闭合开关S，观察两个灯泡发光情况。 现象：A1 。A2 。 ④通电现象解释： 闭合开关S，线圈L中的电流 ，线圈L产生的磁场使穿过自身的磁通量 ，线圈产生电磁感应现象，线圈上产生 ，阻碍 增大，自感电动势与原电路中电源电动势 （同向或反向），即阻碍电流增大，所以灯泡A1逐渐亮起来。而灯泡A2支路中没有电感线圈，灯泡A2立即变亮。 ⑤尝试画出A1灯和A2灯中电流I与时间t的关系图 （2）断电自感演示并解释： ①演示电路如图所示。L为电感线圈。(线圈电阻RLRA) ②观察现象：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。 实验前思考： a. 电源断开时，通过线圈 L 的电流要减小，这时线圈上会出现感应电动势。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？ 。 b. 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？ 。 c.开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过灯泡的电流方向一致吗？ 。 d. 开关断开后，通过灯泡的感应电流是否会比原来通过灯泡的电流更大？ f.为了使演示效果更明显，对线圈L有什么要求？