1、4.6互感和自感 【教材分析】互感和自感现象都是电磁感应现象的特例。学习互感电动势和自感电动势的重要性在于它们具有实际的应用价值。本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应规律的进一步巩固与深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，让学生知道互感现象是常见的电磁感应现象”，是后面变压器学习的基础。课堂应把重心降落在对自感的教学上，教学的难点是对自感有关规律的认识。【学情分析】学生已经学习了电路的基本知识以及电磁感应的相关规律，学会了判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。实际上已经学会对互感现象的分析，只是头脑中没有互感这个
2、概念而已，也没有意识到当通过线圈变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象是学生遇到的最大挑战。【教学目标】（一）知识与技能1了解什么是互感现象和自感现象。2知道互感、自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。3了解自感电动势大小的计算式，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。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，能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。（二）过程与方法1通过对实验的观察和讨论，培养学生的观察能力、分析推理能力和运用物理知识解决实际问题的能力。2通过互感、自感现象的利弊学习，
3、培养学生客观全面认识问题的能力。（三）情感态度与价值观1通过演示实验提升学生的学习兴趣，体会物理知识的应用。培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养。2通过师生之间、生生之间互动的过程，激发学生的探究热情，营造科研的氛围。3通过了解自感的应用与防止，体会物理知识与技术的融合之美。4互感和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。【教学重点与难点】自感现象产生的原因及自感电动势的作用，运用自感知识解决实际问题。【教学方法】实验与理论探究；师生、生生互动；讨论法。【教学用具】带铁芯的线圈、导线绕制的小线圈、小灯泡、
4、小音箱、MP3播放器、学生电源、干电池、通电和断电自感实验示教板、打火机、导线、开关、多媒体课件。【教学过程】一、实验引入新课师：先观察一个实验，小线圈和小灯泡组成闭合回路，大线圈和交流电源组成回路，两个回路之间是相互绝缘的，当接通电源，将小线圈放在大线圈附近时，大家预测会有什么现象发生呢？生：小灯泡会亮。师：小灯泡为什么会亮呢？前面我们学习了电磁感应知识，有没有同学可以解释这个现象呢？学生可以讨论，然后让学生给出自己的解释。结合学生的解释，进而总结。师：在小线圈里产生了感应电流，那么必然产生了感应电动势，上述这种现象我们就叫做互感现象。让学生归纳出什么是互感现象。二、新课教学（一）互感现象给
5、出互感概念：当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。这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示。 师：再让学生观察一个实验：小线圈和MP3播放器组成闭合回路，大线圈和扩音器组成闭合回路，当播放器播放音乐时，将小线圈放在大线圈附近时，将会发生什么呢？生：扩音器会响。引导学生思考信息可以从一个线圈传递到另一个线圈，也是互感原理导致的。进而了解互感现象还可以传递信息。生活中的收音机里的磁性天线就是利用互感将广播电台的信息从一个线圈传递到另一个线圈中的。师：互感现象只能
6、发生在两个线圈之间吗？生：任何两个相互靠近的电路之间都可以发生互感现象。师：互感现象很普遍，有时也会存在危害，这时要设法避免。例如在加油站不能使用手机。学生解释。SEL师：我们来思考一个问题：当流过线圈的电流发生变化时，在它自身会不会产生电磁感应现象呢？学生会产生疑问。师：首先，我们一起来做个小游戏。如图所示电路。学生互动参与，说感觉。激发学生学习兴趣。SELA师：为什么会在断电瞬间产生电击感呢？下面我们用进一步的实验来研究这个问题。实验演示断电自感。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？（实验反复两次）生：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。师：为什么
7、A灯不立刻熄灭？还会闪亮一下呢？引导学生思考闪亮的原因。说明断开瞬间流过灯泡的电流比之前还要大些，应该是线圈的作用。在开关断开这一过程中，流过线圈的电流减小了，电流产生的磁场就减弱，所以穿过线圈的磁通量也要跟着减小，根据前面所学知识，线圈中会产生电磁感应现象,会产生感应电动势，进而引入自感现象。(二)、自感现象当线圈中电流发生变化时，在它本身也会产生感应电动势现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。师：在开关断开这一瞬间，线圈产生了自感电动势，自感电动势的作用是什么呢？提示学生自感现象是电磁感应现象的一个特例。生：阻碍磁通量的变化。更具体的是阻碍磁通量的减少。师：而磁通量的减少归根
8、到底是谁引起的呢？生：电流减小导致的。师：所以自感电动势的作用就是阻碍电流的减小，根据自感电动势的这种阻碍作用可知，自感电动势的方向是怎样的呢？生：与原电流方向一致。这里注意要强调自感电动势只能是阻碍电流的减小，而不能阻止电流的减小。只是延缓电流减小的过程。师：这时开关处于断开状态，线圈和灯泡组成了闭合回路，线圈就相当于回路中的电源，对灯泡供电。流过灯泡的电流最大值是多少呢？电流方向与原电流方向的关系是怎样的呢？学生思考回答。师：要使灯泡能闪亮，必须满足的条件是什么呢？学生思考回答。说明一下，线圈的直流电阻一般都较小，引导学生解释“千人震”的实验现象。SER1LA2A1R上述我们研究的是断开开
9、关时，线圈里电流减小时的自感现象，叫断电自感。那么线圈中电流增大时，会出现自感现象吗？先观察一个实验。实验演示通电自感现象。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，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复两次）生：现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻亮起来，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。师：为什么A1比A2亮得晚一些呢？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。生：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，即延缓了电流增大的时间。上面我们分
10、析了断电自感现象和通电自感现象，通过上面问题的分析，让学生总结出自感电动势的作用。自感电动势总是阻碍电流的变化：当电流减小时，会阻碍电流的减小；当电流增大时，会阻碍电流的增大。师：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？引导学生推导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成正比，写成公式为，式中L叫线圈的自感系数。自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（H），1H=103 mH ,1H=106H。（简要介绍亨利，激发兴趣，帮学生树立正确的价值观）。师：线圈的自感系数L与哪些因素有关呢？通过分析和科学实验得出结论，实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系
11、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。师：自感在生活中也有很多的应用，如燃气灶等电子打火装置就是应用断电自感。可以让学生参与模拟电子打火的过程。（激发兴趣）。从上述现象可知，断电时开关处会产生电火花，尤其是大功率的电器，断电瞬间，开关处会产生强烈的电弧，烧蚀开关甚至造成人身安全事故，所以有时要用油浸开关。因此，也要防止自感的危害。【课堂小结】1学习了什么叫互感与自感，互感与自感在生活中的应用及防止；2学习了自感电动势大小的定量表达式，自感系数及影响因素；3自感现象满足楞次定律和法拉第电磁感应定律。【作业设计】1课本后1，3题。2课外思考：生活中还有那些现象与互感和自感有关呢，收集资料，就某个问题写一篇研究小论文。【板书设计】4.6互感和自感一互感现象二自感现象1自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化。2自感电动势的大小：EL3自感系数L：与线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯有关。SELASER1LA2A1R
