初步形成特殊和一般的辩证唯物主义观点
四、教学重点和难点
教学重点:自感现象。
教学难点:自感现象的原因分析
五、教学手段与策略:以“验为基础,过程为主线,变式为手段,思维为
中心”的教学模式,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
七、教学过程
(一)引入新课
提问:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
引起回路磁通量变化的原因有哪些?
(二)进行新课
1、互感现象
在法拉第的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,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的
知识加以分析说明。
当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场
在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电
荷定向运动,于是产生感应电动势。
当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,
称为互感。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
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,互
感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。
变压器,收音机里的磁性天线。[
2、自感现象
提出问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势
呢?
[实验1]演示通电自感现象。
画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯
泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节
R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,观察到
什么现象?(实验反复几次)
现象:跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡
A1逐渐亮起来。
提问:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以
分析说明。
电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,
即推迟了电流达到正常值的时间。
[实验2]演示断电自感。
画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。然后
断开电路,观察到什么现象?
现象:S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭。
提问:为什么A灯不立刻熄灭?
当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,L中
产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小。L相当于一
个电源,此时L与A构成闭合回路,故A中还有一段持续电流。灯A闪亮
一下,说明流过A的电流比原电流大。
用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图,如下图所示.
结论:
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象
中产生的电动势叫自感电动势。
3.自感系数
自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然
后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
自感电动势的大小决定于哪些因素?说出自感电动势的大小的计算
公式。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率
?I成正比,与线圈的自感?t系数L成正比。写成公式为:E =L?I ;L叫自感系数呢,自感系数是用?t来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大。另外,带
有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位:亨利,符号H,更小的单位有毫亨(mH)、微亨
3
6
(μH) 1H=10 mH 1H=10μH
4.磁场的能量
提问: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。
以上只能是一种推断,电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教材最后一段说,线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?电的
“惯性”大小与什么有关?
当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变
化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可
以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯
性”。线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可
见,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
(四)实例探究
自感现象的分析与判断
【例1】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都
很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。则 ( )