2.4 自感 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦互感、自感现象及磁场能量，通过无线充电器供电、灯泡缓慢发光实验导入，前承电磁感应定律，后为变压器等内容奠基，构建“现象-原理-应用”的学习支架。 其亮点是以核心素养为导向，通过通电/断电自感实验培养科学探究能力，对比互感与自感落实科学思维，结合变压器、无线充电等应用渗透科学态度与责任。采用实验分析与表格小结，助学生建立物理观念，教师可高效突破重难点。

2.4 自感 教科版选择性必修第二册 第二章 电磁感应及其应用 新课导入 观察实验现象，你能解释为什么吗？ 为什么能听见由手机输出的声音？ 小灯泡为什么会发光？ 互感现象 把两个没有导线相连的线圈套在一起，当一个线圈中电流变化时，另一个线圈中就产生感应电动势，这种现象叫做互感，产生的感应电动势叫做互感电动势。 互感现象的应用 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。如变压器就是利用互感现象制成的。 城乡变压器 收音机里的磁性天线 无线充电器 互感现象的应用 互感现象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，要设法减小互感。 手机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，遇有锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。 互感现象能发生在两个相互靠的很近的电路之间，有时会影响电路工作，因此也要设法减小电路间互感的影响。 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？ 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场激发出本身感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。 实验探究 观察两个灯泡的发光情况 A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。 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。 重新闭合S，观察到什么现象？ 现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。 你能解释以下这是为什么吗？ 实验探究 分析： B原 B感 E感 通过电感线圈I↑ ⇒Φ↑ ⇒电动势，阻碍Φ增加 电感 ⇒阻碍线圈中的电流达到正常值。所以与电感串联的A1不会立刻亮起来，而是随着电流的增大逐渐亮起来。 实验探究 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？ 实验探究 分析： 断开电源通过电感线圈I↓ ⇒电动势，阻碍Φ减少 ⇒阻碍线圈中的电流减少。 这个电流只能通过A灯形成回路，所以A灯上的电流不是立刻变为零。 ⇒通过灯泡的感应电流与原来电流方向相反。 线圈L中的感应电流要从稳定时的值开始逐渐减小，所以线圈的直流电阻要小于灯泡的电阻。 B原 B感 E感 自感现象 电感 1、自感 自感现象中产生的感应电动势。 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。 2、自感电动势： 自感系数 1.自感电动势的大小 自感系数 L　越大，E　越大，对电流阻碍越大 自感系数 （2）决定因素 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 （1）物理意义: 2.自感系数 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 甲 一条导线弯了几匝的线圈 乙 空芯线圈 丙 在铁芯上绕了几千匝的线圈 甲 乙 丙 亨利（H） （3）单位： 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？ 自感 线圈 电流磁场 磁场能 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 维度 互感现象 自感现象 作用对象 邻近无连接的电路 线圈自身所在电路 诱因 另一电路电流变化 自身电路电流变化 能量特点 电路间传递能量 自身磁场能与电能转化 课堂小结 巩固提升 PART 4 1.(互感现象)(多选)关于互感现象,下列说法正确的是(　　) A.两个线圈之间必须有导线相连,才能产生互感现象 B.互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈 C.互感现象都是有益的 D.变压器是利用互感现象制成的 巩固提升 2.(自感电动势的理解)关于线圈中自感电动势大小的说法正确的是(　　) A.电感一定时,电流变化越大,自感电动势越大 B.电感一定时,电流变化越快,自感电动势越大 C.通过线圈的电流为零的瞬间,自感电动势为零 D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大 答案:B 巩固提升 3.(自感系数)(多选)关于自感系数,下列说法正确的是(　　) A.其他条件相同,线圈越粗自感系数越大 B.其他条件相同,线圈匝数越多自感系数越大 C.其他条件相同,线圈越细自感系数越大 D.其他条件相同,有铁芯的比没有铁芯的自感系数小 巩固提升 4.(通电自感和断电自感)(多选)如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略不计,下列说法正确的是(　　) A.闭合开关S接通电路时,A2先亮A1后亮,最后一样亮 B.闭合开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮 C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭 D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭 巩固提升 教学阐释环节 目 录 一、教学依据 二、目标分析 三、教学过程 四、教学反思 本节课是电磁感应知识的重要延伸，前承法拉第电磁感应定律、楞次定律，后为变压器、电磁振荡等内容奠定基础。教材通过 “互感 - 自感 - 磁场能量” 的逻辑展开，既体现物理知识的连贯性，又关联无线充电、变压器等生活与技术应用，是 “理论 - 实验 - 应用” 结合的典型章节。 教学依据 教材分析 教学依据 1. 优势：已掌握电磁感应的核心规律（楞次定律、法拉第电磁感应定律），具备基础实验观察与逻辑推理能力，对生活中的电磁应用（如无线充电）有初步认知。 2. 难点：难以理解“电流变化引发自身磁场变化，进而产生自感电动势”的因果逻辑；对自感系数的决定因素及“阻碍电流变化”的本质（不是阻止）易混淆；空间想象磁场变化与感应电动势的关联存在障碍。 学情分析 目标分析 物理观念 能区分互感与自感现象，理解自感电动势的产生原理及 “阻碍电流变化” 的规律，建立 “磁场具有能量” 的物理观念 通过分析自感实验现象、推导自感电动势与电流变化率的关系，提升逻辑推理能力；对比互感与自感的异同，培养科学比较与抽象思维 通过观察通电自感、断电自感实验，掌握 “提出问题 - 设计实验 - 分析现象 - 得出结论” 的探究方法，提升实验操作与现象分析能力 了解互感（变压器）、自感（电感元件）的技术应用，认识电磁现象对科技发展的推动作用，同时关注互感干扰的规避，树立 “科学应用需权衡利弊” 的责任意识 科学思维 科学探究 科学态度与责任 目标分析 教学重难点 重点：互感与自感现象的定义及产生原理；自感电动势“阻碍电流变化” 的规律；互感与自感的实际应用。 难点：自感现象中“电流变化-磁场变化-自感电动势-阻碍电流变化”的因果链；自感系数的决定因素；断电自感中“线圈作为临时电源”的能量转化逻辑。 教学过程 情境导入 1. 实验情境：演示两个实验 ——①无线充电器为手机充电（无导线连接却能供电）；②闭合含线圈电路时，灯泡缓慢发光。 2. 问题引导：“无线充电为何无需导线？灯泡为何不立即亮？” 通过生活与实验中的 “反常现象”，激发探究兴趣，初步感知 “互感”“自感” 的存在，激活 “电磁感应” 的已有物理观念。 教学过程 实验探究（自感） 1. 通电自感实验： 装置：两个相同灯泡 A₁（串联线圈 L）、A₂（串联电阻 R）并联，调节 R 使闭合开关前两支路电阻相等。 现象：闭合开关，A₂立即亮，A₁缓慢亮。 分析：引导学生用 “电流变化→磁场变化→自感电动势” 逻辑推导——A₁支路电流增大→线圈磁场增强→穿过线圈的磁通量增大→产生自感电动势（方向阻碍电流增大）→A₁电流缓慢增大，灯泡缓慢亮。 教学过程 实验探究（自感） 2. 断电自感实验： 装置：灯泡与线圈 L 并联后接电源。 现象：断开开关，灯泡不立即熄灭，反而短暂闪亮后逐渐熄灭。 分析：聚焦 “能量来源”—— 断开电源，线圈电流减小→磁场减弱→产生自感电动势（方向阻碍电流减小）→线圈作为 “临时电源”，通过灯泡形成回路→电流从原大小逐渐减小，灯泡短暂闪亮，进而引出 “磁场具有能量” 的观念。 教学过程 突破难点 1. 自感电动势与自感系数：结合法拉第电磁感应定律，推导 “自感电动势 E_L ∝ ΔI/Δt”，引入比例系数 L（自感系数），明确 E_L = L・ΔI/Δt；通过 “甲（几匝导线）、乙（空芯线圈）、丙（铁芯多匝线圈）” 的对比，总结 L 的决定因素（匝数、形状、大小、是否有铁芯），强调 “与电流无关”。 2.规律总结：提炼自感的核心规律 ——“自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化”，用 “刹车不是停车” 类比 “阻碍不是阻止”，突破理解难点。 教学过程 应用拓展 快速列举互感（变压器、无线充电）、自感（日光灯镇流器、电感元件）的应用，补充 “手机射频信号的互感干扰需规避”，让学生感受物理知识的实用价值与潜在风险，树立科学应用的责任意识。 教学反思 1.优点 核心素养导向清晰：每个环节均围绕物理观念、科学思维等素养设计，如通过实验推理落实科学探究，通过利弊分析渗透社会责任。 难点拆解有效：将自感现象的解释拆解为 “电流→磁场→电动势→阻碍变化” 的子问题，降低认知台阶。 2. 不足与改进 抽象过程可视化不足：磁场变化、能量转化等过程较抽象，无生课堂中缺乏真实实验支撑，可在课件中增加 “电流 - 磁场 - 电动势” 同步变化的动画，增强直观性。 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $