27自感与互感现象

27自感与互感现象 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 第七节自感与互感现象 电子 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 编号 NO——207 课题 1-4自感与互感现象 课时 2 编写授课 年 月 日 阴元河 日期 教师 授课专业班次 日期 年 月 日 第 周 星期 第 节 (1)、了解互感现象的电磁感应特点。 (2)、指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。 教学 (3)、明确自感系数的意义及决定条件。 (4)、了解日光灯的工作原理 目标 教学 自感现象产生的原因及特点。 重点 教学 运用自感知识解决实际问题。 难点 教学 教具 新课 多媒体 白板 课型 器材 【教学过程】 一、复习旧课，引入新课 师:前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。 如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的 运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。你们认为引起电磁感应现 象最重要的条件是什么, 生:穿过电路的磁通量发生变化。 师:不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变 化，都能引起电磁感应现象。如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。 教学组织与过 二、新课教学 程 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, 1 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 (一)互感现象 两个线圈之间并没有导线相连，但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。 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，这时要设法减小电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。 (二)、自感现象 1、演示实验，提出问题 演示实验1:断电自感现象。实验电路如图所示。 接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到 灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。演示多媒体 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 。 问1:灯泡闪亮一下，说明了什么问题, (引导学生分析得出:灯泡的亮度由其实际功率决定。灯泡闪亮一下， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明在 2 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 开关断开这一瞬间，灯泡两端的电压比原来大。) 问2:在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。 (学生一时回答不了。再用实验启发。) 演示实验2:将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述实验，这时灯泡不再闪亮。 引导学生分析得出:在开关断开这一瞬间，增大的电压是线圈产生的。 问3:线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢, 2、分析现象，建立概念 ? 讨论:组织学生讨论。出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。 ? 引导学生将这里的线圈与P、6图4—2。2所示实验中的线圈加以对比。在图4—2。2所示实验中，线圈本身也不是电源，但在磁铁插入或拔出线圈的过程中，由于线圈中的磁通量发生了变化，故线圈中产生了感应电动势，从而使电路中产生了感应电流。 ? 问:这个实验中，线圈也发生了电磁感应。那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢, ? 引导学生进一步分析: 问1:开关接通时，线圈中有没有电流, (有电流。) 3 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 问2:有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场,根据是什么, (线圈会产生磁场。根据电流的磁效应。) 问3:既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗, (没有磁通量了。) 问4:所以，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗,如何变化, (变了。从有到无。) 问5:穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象, (会发生电磁感应现象，线圈会产生感应电动势。) ? 讨论小结:开关接通后，线圈中存在稳定的电流，线圈内部铁芯存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大;在开关断开瞬间，线圈中的电流迅速减小到0，穿过线圈的磁通量也迅速减小到0，使线圈产生感应电动势，这时线圈就相当于一个电源。由于开关断开很快，故穿过线圈的磁通量变化很快，就产生了较大的感应电动势，使灯泡两端的电压增大了。 ? 建立概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为自感。 自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势。 答案:A;C;B;D 4 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 3、演示实验，强化概念 【演示实验3】演示通电自感现象。实验电路如图。 开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。 问:为什么会出现这种现象呢, (开关接通时，线圈中的电流从无到有，使得穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生了自感电动势，使灯1逐渐亮起来。) 问:为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢, 4、综合因素，讲解规律 教师说明:在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。 特点:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的。 具体而言:? 如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。 I?，则ε(I)与I相反 原自自原 (引导学生阅读教材P97第2段对通电自感的解释。) ? 如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。 I?，则ε(I)与I相同 原自自原 5、分析实验，深化理解 ?实验1称为断电自感现象，实验2称为通电自感现象。那么，在实验1中 5 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 电路接通的瞬间，线圈是否发生自感,在实验2中，把开关断开时，线圈是否发生自感现象呢, (都发生自感。只不过是我们观察不到。) ?实验2中，如果以很快的频率反复打开、闭合开关，会出现什么现象呢, (灯1 不亮，灯2闪亮。) ?实验1中开关断开了，电源已不再给灯泡提供电能了，灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢,是凭空产生了能量吗, (线圈提供的。线圈中有电流时，线圈产生磁场，磁场也 具有能量。当开关断开后，磁场能通过电磁感应转化为 电能，由线圈提供给灯泡。这说明电磁感应中也遵循能 量守恒。) (二)、自感系数 问:感应电动势的大小跟什么因素有关, (感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。) 自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。 (引导学生阅读教材P23第2、3段。) 理论分析表明: E=L?I/?t。 6 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。自感表示线圈产生自感电动势本 领大小的物理量。 L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。 单位:亨利(H) 36 1H=10mH=10μH (三)、自感现象的应用——日光灯的原理 日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝，灯管内充 有微量的氩和稀薄的天然汞蒸汽，灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体 被击穿而导电时，灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子，这些电子与汞原 子碰撞而放出紫外线，涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光， 根据不同的需要充以不同的气体，并在管的内壁上涂上不同的荧光物质，就 可制造出不同颜色的日光灯了。 日光灯的电路图如下图所示: 其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通，于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形触片冷却收缩，电路断开，镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压，这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端，使水银蒸汽开始放电导通，使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一个电容，它的作用是在动静触片分 7 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 离时避免产生火花而烧毁，没有电容器，启动器也能正常工作，日光灯启动后，启动器就不需要了。 镇流器就是一个自感系数很大的线圈，在日光灯点燃时，利用自感现象，产 生瞬时高压，在日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流的作用。 (四)磁场中的能量 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。 【课堂练习】 例1、关于自感现象，正确的说法是: A、感应电流一定和原电流方向相反; B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大; C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大; D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。 解:D。 例2、如图所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I=ε/2R。现将S闭合，于是线圈0 产生自感电动势，此自感电动势的作用是: A、使电路的电流减小，最后由I将小到0; 0 B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I; 0 C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变; D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等 于I。 0 解:D。 说明:要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，但电流最后还是要增大的，只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见);当原电流减小时，自感电动势要阻碍电流的减小，但电流最后还是要减小的，只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。 例3、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数 I、I的大小关系是: 12 A、接通时II; B、接通时II，断开时I 反思 小班合家欢主题反思小班合家欢主题审议反思小班合家欢反思恩怨历尽后的反思下载恩怨历尽后的反思下载 】:学生能从现象和楞次定律来理解自感和互感，上课例题的正确率也 很高，但在电流大小和方向的变化上还需加强。特别是在灯是否闪亮一下上存在 很多问题，例如说自感系数很大的线圈，我们能等效的看成一个电阻非常大的电 阻，这样来解释现象学生会更容易懂一些。它在电路断开时有可能使和它并联的 灯泡闪亮一下。 已具备知识 初中物理知识 教任务驱动法 教学方法 法 学自主合作法 法 教学媒体及辅课件 件 环节 教师活动 学生活动 备注 组织课堂～营造1.检查出勤、仪表 进行课前准备, 任务准备 管理的学习情2填写考勤表 课程表, 渐入学习角色 景, 课前复习 创设教学情境 温故:对前一次思考回答旧知 任务引入 课程内容的回 顾, 引入新的任务 教师提出本次课要完成的总任务 接收任务～分组讨论: 一二组:1 任务提出 三四组:2 五六组:3 教师带领学生分析总任务, 学生以小组为单位讨头脑风暴、各抒任务研究 启发学生 论任务的实施方法 己见、明确分工 组织各小组介绍各自的任务完成各小组说明自己完成使各组可以取方案交流 方法 任务的方法 长补短 巡视、帮助、启发、调协 1.以小组为单位～根据做中学～做中 组内任务分配～各自完教～教师巡视指任务实施 成自己的任务, 导协调 2.组内交流～汇聚成果 3.准备交流 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 组织学生将各自的任务结果向全各组展示成果～任务交流 各组分别就自己的成 9 / 10 课程名称:焊接电工(焊接专业)第二版 体同学展示交流 果向全班同学呈现解组间互动 说 组织学生对本次任务的完成过程自评、互评、师进行评价～分A B C三个等级 分别对自己、对小组、评～肯定成绩～任务评价 对他人进行评价 指出不足取长 补短～共同进步 对学生实施任务的整个过程的评对比记忆～加深学生根据自己完成任价, 对类似概念的课业总结 务的过程对所用到知2.对用到的知识的总结 理解。 识进行整理 10 / 10