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

西安市育才中学特色课堂教学模式 2023-2024学年度第二学期 高二年级物理学科导学案 编写：王玲 审核：肖杏丽 授课时间： 班级： 学生姓名： 2.4 互感和自感 【学习目标】1.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；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；3.知道互感现象与自感现象的防止和应用。 1、 预习检测 1.互感 （1）法拉第电磁感应的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 会在另一个线圈中产生 。这种现象叫做 ，这种感应电动势叫作 。 （2）互感的应用：利用互感现象可以把 由一个线圈中传递到另一个线圈中。如： 。 （3）互感的危害与防止 2.自感 （1）观察两个灯泡的发光情况 图2.4-1中，闭合开关的瞬间，电流 ，线圈中产生 ， 会 电流的增加，则 瞬间亮 逐渐亮。 （2）观察开关断开时灯泡的亮度 （3）用电流传感器显示自感对电流的影响 （4）当一个线圈中的电流变化时，它所产生的 在线圈本身激发出 ，这种现象称为 ，由于自感而产生的感应电动势称为 。 （5）变压器、电动机等设备线圈匝数很多，断电时会产生很大的 ，使得开关中的金属片之间产生 、 ，甚至会引起人身伤害。因此在切断这类电路时，必须采用 ，避免出现 。 3.自感系数 （1）自感电动势也是 ，同样遵循 定律，即 。 （2）实验表明，磁场的强弱正比于 ，也就是说磁通量的变化正比于 。（3）因此，自感电动势正比于 。则自感电动势表达式为： 。其中，L是比例系数，叫作 ，简称 或 。它与线圈的 、 、 ，以及是否有 等因素有关。 （4）电感的单位是 ，简称 ，符号是 。常用的单位还有 、 。 4.磁场的能量 （1）断电自感实验中，断电后，灯泡的发光还能维持一小段时间，有时甚至会比 更 。这种现象可以看作电源把 输送给 ，储存在 中。 （2）通电时，自感电动势 线圈中 ；断电时，自感电动势 线圈中 。自感系数越大，这个现象越 ，线圈能够体现电的 。 二、问题探究 1.互感（完成课堂巩固1、2） 为何手机放上去不用没有任何导线相连就能充电呀？ （1）互感和互感电动势的定义： （2） 互感的应用： （3）互感的危害与防止： 2.自感（完成课堂巩固3、4、5） （1）通电自感 如图所示，先闭合开关S，调节R2，使A1、A2的亮度相同，再调节R1，使A1、A2都正常发光，然后断开S。然后再次闭合S。 ①开关S闭合时，能观察到什么现象？ ②试解释产生这种现象的原因。（提示：尝试用楞次定律来进行解释） （2）断电自感 如图所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。 ①开关S断开时，能观察到什么现象？ ②感应电流将沿什么路径流动？通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？ ③开关断开后，通过灯泡的感应电流是否一定比原来的电流更大？ ④变压器等匝数很多的设备断电时会发生怎样的情形？（自感现象的防止） （3）自感电动势 ①表达式的推导 ②自感系数及其单位 ③自感系数的影响因素 3.磁场的能量 为何断电后灯泡还能发光，甚至比之前更亮？ 3、 课堂巩固 1.（多选）目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是 A.若A线圈中有电流，B线圈中就会产生感应电动势 B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势 C.A中电流越大，B中感应电动势越大 D.A中电流变化越快，B中感应电动势越大 2.（多选）（课本第44页第1题改编）如图所示，是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则 A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C.如果断开B线圈的开关S2，无延时作用 D.如果断开B线圈的开关S2，延时将变长 3.如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是（线圈L的直流电阻较小） A.A比B先亮，然后A灭 B.B比A先亮，然后B逐渐变暗 C.A、B一起亮，然后A灭 D.A、B一起亮，然后B灭 4.（多选）如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则 A.在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 B.在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C.在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 5.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，通过电感线圈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和通过电感线圈L的电流IL的是 四、归纳小结 以下供参考 1.互感 2.自感现象 （1）通电自感 （2）断电自感现象 （3）断电自感时小灯泡的两种可能性 （4）自感系数L 4.磁场的能量 五、学习方法分析、学习反思与心得 ( 1 )责任 使命 担当 学科网（北京）股份有限公司 $$