自感教案(公开课)

自感

开课班级：高二（4） 2016年3月22日★课标要求

（一）知识与技能

1．知道什么是自感现象。

2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。

3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。

4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。

（二）过程与方法

1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。

2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。（三）情感、态度与价值观

自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。

★教学重点

1．自感现象。

2．自感系数。

★教学难点

分析自感现象。

★教学方法

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

★教学用具：

自感现象示教板、CAI课件。

一、复习引入

1．问题

我们学习了几种不同形式的电磁感应现象中，同学们认为要产生电感应现象的最重要的条件是什么？答：只要穿过回路的磁通量发生

变化即可。

2．演示变压器的一组线圈“触电”

如图1用两条导线分别连接线圈AB两端，让学生用手捏住导线两端裸露部分，当与电源正级连接的导线断开时，学生有什么感觉？并作分析（有触电感觉，说明AB间有高压，这高压从何而来？值得深思）。

二、教学过程

1、自感现象

分析：电路接通以后，线圈中存在稳定的很强的电流I，故线圈内部铁芯中存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大；而当断开瞬间，在很短的Δt时间内，线圈中电流迅速减小到零，则穿过线圈的磁通

量也迅速减小到零，由于Δt很小，故对线圈来说值很大，即线圈上产生了很高的感应电动势。这就是引起有触电感觉的高压来源。

上述现象属于一种特殊的电磁感应现象。是指穿过电路的Φ的变化是由于通过导体本身的电流发生变化引起的。这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。

2、自感电动势

通过刚才实验，同学们已有了自感现象感性认识，我们试着用其他的方法来再现自感现象。

图2

说明：R为限流电阻，且已调节好，使通电后A1、A2正常发光且亮度相同。

思考：S闭合瞬时会出现什么现象？（A1立即变亮，A2逐渐变亮）实验：验证了同学们的猜测是正确的。

思考：为什么会出现这种现象？

由楞次定律，在通电瞬间，线圈中电流增大时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电动势（自感电动势），它阻碍了线圈中电流的增大，推迟了电流达到正常值的时间，因此出现A2逐渐变亮的。这种阻碍有别于阻止，A2的电流最终达到正常值。

由导体自身的电流变化所产生的电动势叫做自感电动势。

创新：S接通会产生自感现象，自感电动势阻碍电流增大。如果不断通断开关，会出现什么现象？

A2一直较暗或不亮，A1亮暗情况正常。

提问：原因是什么？

答：通电自感实验，说明自感电动势对电流增大的阻碍作用。

我们知道电流的变化包括增大和减小。电流增大有自感现象，那么电流减小时是否有自感现象？我们改装电路成为断电自感演示电

路（图3）

演示：S闭合后打开

现象：灯泡闪亮一下逐渐熄灭

解释：开关断开时，线圈中产生自感现象，线圈和灯泡组成闭合回路中有电流流过。

学生交流讨论：如何设计电路才能让灯泡闪亮一下逐渐熄灭？

结论：自感电动势的作用便是阻碍线圈中电流的变化。

教师：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。

学生：分组讨论。

师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。

3、自感系数

问题：那么自感现象中产生的自感电动势与哪些因素有关？

通过反复实验和分析得出：流过导体本身的电流变化越快，穿过线圈的磁通量变化就越快，自感电动势也就越大，反之则越小。

即。大量实验还发现，不同线圈在电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势不同，这种特性在电学中用一个叫做自感系数的物理量来表示。

自感系数符号为L，单位：亨利，1H=103mH=106μH

亨利美国著名物理学家，1867年起，任美国科学院第一任院长; 1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁；1830年发现电磁感应现象，比法拉第早一年；1832年发现了电流的自感现象；他从来不申

请专利；无偿贡献给社会自感现象的防止。我们应学习他对科学坚持不懈的探究精神，及对名利的淡泊。

那么自感系数跟哪些因素有关呢？

再演示所用可拆变压器的一组线圈做两个实验：

1．有铁芯

2．去掉铁芯

事实说明：在同等条件下，有铁心，匝数多时L大，产生的E大。另外自感系数的大小还跟线圈的大小、线圈的形状有关。

4、简介自感现象的防止（PPT展示）

三、课堂练习：

1.如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，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( )

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

2.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻较小，则：(1)当开关S由断开变为闭合时，A灯泡的亮度将如何变化？(2)当开关S由闭合变为断开时，

A灯泡的亮度又将如何变化？

四、课堂小结

1.这种由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫做自感

现象。

2.自感电动势：由导体自身的电流变化所产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。