选修32培优5互感和自感.docx

1、选修32培优5互感和自感第四章：电磁感应6互感和自感课标要求1通过实验，了解自感现象2举例说明自感现象在生活和生产中的应用课标解读1通过实验，了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止2能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题3了解自感电动势的计算式EL，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位. 4认识互感和自感是电磁感应现象的特例，感悟特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中又包含了特殊现象的辩证唯物主义观点教学地位本节知识属于电磁感应规律的应用，也是后续知识的基础，在高考中被考查到的几率不高，题目难度不大，题型一般为选择题.新课导入建

2、议行驶在大街上的无轨电车，车顶上拖着两条长长的“辫子”电弓当道路不平车身颠簸时，电弓有可能瞬间脱离电网线，这时在电弓与电网线之间就会闪现出电火花，同时发出“啪、啪”的响声这是什么原因呢？学习本节知识后，就能解决这个问题了教学流程设计课前预习安排：1看教材2填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论)步骤1：导入新课，本节教学地位分析步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生)步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律总结技巧步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同)步骤5：让学生完成【迁

3、移应用】，检查完成情况并点评步骤4：教师通过例题讲解自感现象的本质及自感电动势的方向的判断方法步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.了解互感现象及互感现象的应用2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响3.了解自感系数的意义和决定因素4.知道磁场具有能量.1.对自感现象的理解(重点)2.自感系数的决定因素(重点)3.发生自感时，回路电流的大小及方向的判断(难点)4.对通电自感和断电自感的理解及应用(难点)互感现象和自感现象1.基本知识(1)互感现象定义两个相互靠近的线圈，当

4、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感应电动势的现象产生的电动势叫做互感电动势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”就是利用互感现象制成的危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，在电力工程中和电子电路中，有时会影响电路正常工作(2)自感现象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它本身激发出感应电动势的现象产生的电动势叫做自感电动势通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡A1较慢的亮起来阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗阻碍电流的减小2.思考判断(1)互感现象

5、只能发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间，而不可能产生于相互靠近的电路之间()(2)互感现象和自感现象均属于电磁感应现象()(3)自感现象中感应电流的方向与引起自感的原电流的方向相反()3探究交流自感电动势的作用是什么？方向如何？【提示】作用：总是阻碍导体中原电流的变化方向：当原来的电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来的电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同.自感系数和磁场的能量1.基本知识(1)自感系数自感电动势的大小EL，其中L是自感系数，简称自感或电感单位：亨利，符号：H.决定线圈自感系数大小的因素线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等(2)磁场的能量线圈中电流从无到有时，磁

6、场从无到有，电源的能量输送给线圈，储存在磁场中线圈中电流减小时，线圈中的能量释放出来转化为电能2思考判断(1)线圈的自感系数大，其电阻一定大()(2)在断开电路时，与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭，说明能量不再守恒了()(3)自感系数越大，自感电动势就越大()3探究交流在演示断电自感时，开关断开后小灯泡并不立即熄灭，这一现象是否违背了能量守恒定律？小灯泡消耗的电能是从何处获得的？【提示】线圈中有电流时，线圈就具有了磁场能，断开开关后，线圈相当于电源，线圈中所储存的磁场能转化为电能，给灯泡提供能量，这一现象并不违背能量守恒定律.对互感现象和自感现象的理解【问题导思】1互感现象中能量是怎样转化

7、的？2电感线圈在电路中的作用是什么？3自感电动势怎样产生？如何确定它的方向？1对互感现象的理解(1)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相互靠近的电路之间(2)互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路变压器就是利用互感现象制成的(3)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，这时要求设法减小电路间的互感2对自感现象的理解(1)对自感现象的理解自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律(2)对自感电动势的理解产生原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势自感电

8、动势的方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)自感电动势的作用阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用(3)对电感线圈阻碍作用的理解若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的图461如图461所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈开关S原来是断开的，从闭合

9、开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是()AI1开始较大而后逐渐变小BI1开始很小而后逐渐变大CI2开始很小而后逐渐变大DI2开始较大而后逐渐变小【审题指导】解答本题应把握以下两点：(1)电流变化时，电感线圈对电流的变化有阻碍作用(2)电流稳定时，电感线圈相当于一段导线的作用【解析】闭合开关S时，由于L是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始I2很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2开始逐渐变大闭合开关S时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以R1上的电压逐渐减小，电流逐渐

10、减小，故A、C正确【答案】AC1(2013贵阳一中高二检测)如图462所示，R为定值电阻，电感L的值很大，电源内阻不可不计，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是 ()图462A灯A比灯B先亮，然后灯A熄灭B灯B比灯A先亮，然后灯B逐渐变暗C灯A与灯B一起亮，而后灯A熄灭D灯A与灯B一起亮，而后灯B熄灭【解析】开关S闭合时，B灯立即亮，A灯由于电感L的自感作用，将逐渐变亮由于总电流逐渐变大，路端电压变小，B灯逐渐变暗，选项B符合要求【答案】B自感现象的分析思路【问题导思】1通电瞬时、断电瞬时、电路稳定时自感线圈在电路中各起什么作用？2断电自感现象中，为什么有时候灯泡逐渐熄

11、灭，有时候灯泡闪亮后再逐渐熄灭？1明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)2判断自感电动势方向，电流增强时(如通电时)，自感电动势方向与电流方向相反；电流减小时(如断电时)，自感电动势方向与电流方向相同3分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时(如断电时)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小4明确电路中元件与自感线圈的连接方式，若元件与自感线圈串联，元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律；若元件与自感线圈并联，元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律；若元件与自

12、感线圈构成临时回路，元件成为自感线圈的临时外电路，元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律5分析阻碍的结果，具体见下表与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2若I2I1，灯泡逐渐变暗；若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗两种情况灯泡电流方向均改变电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势图463如图463所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键S从闭合状态突然断开时，

13、下列判断正确的有()Aa先变亮，然后逐渐变暗Bb先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗Db、c都逐渐变暗【解析】S断开前，灯泡a、b、c中的电流相同，均为I.L1中的电流I12I，L2中的电流I2I.当S断开后，电源被撤除，剩下灯泡与线圈形成新的闭合回路灯泡b、c中的电流由I逐渐减小，两灯逐渐变暗灯泡a里的电流先由I增至2I，然后逐渐减小，所以灯泡a先变亮后变暗A、D两项正确【答案】AD图4642(2013辽原高二检测)如图464所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点在刻度盘的中央当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间

14、，下列说法正确的是()AG1指针向右摆，G2指针向左摆BG1指针向左摆，G2指针向右摆C两指针都向右摆D两指针都向左摆【解析】电路接通且稳定时，两支路均有自左至右的电流当开关断开的瞬间，L将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化且此时开关断开，L所在支路只能与R所在支路串联形成回路，则自感电流自右至左流经R所在支路故选A.【答案】A综合解题方略有线圈电路的分析方法(2013重庆一中高二检测)如图465甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则() 甲乙图465A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【规范解答】甲图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小因此，电灯