《互感和自感》課堂實錄

夏春陽

【摘 要】在教學(xué)過程中，通過復(fù)習(xí)前面學(xué)過的物理概念引入《互感和自感》利用小魔法的進(jìn)一步深入教學(xué)，自制實驗給學(xué)生視覺聽覺沖擊，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化知識應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】互感;自感;趣味實驗;強(qiáng)化知識

一、復(fù)習(xí)舊課，引入新課

師：前面我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解了幾種不同形式的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如磁鐵向線圈中插入或拔出時、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時等，都會引起感應(yīng)電動勢，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。你們認(rèn)為引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象最重要的條件是什么？

生：穿過電路的磁通量發(fā)生變化。

師：不論用什么方式，也不管是什么原因，只要穿過電路的磁通量發(fā)生了變化，都能引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如果電路是閉合的，電路中就會有感應(yīng)電流。

師：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場跟原來的磁場有什么關(guān)系呢？

生：增反減同。

師：接下來大家回想一下，初中我們就學(xué)過，想讓小燈泡發(fā)光，一定要有電源，有閉合回路，有電流通過燈泡才行。大家注意我手上的這只小燈泡，我把導(dǎo)線直接接在燈泡上，觀察燈泡有什么現(xiàn)象？

生：沒有反應(yīng)。

師：為什么呢？

生：因為沒有電源。

師：好，請坐，接下來就是見證奇跡的時候了，我這里有個魔法盒子，我只要插入機(jī)關(guān)，就有奇跡發(fā)生，大家注意觀察。在線圈中插入鐵芯，接通電源，燈泡發(fā)光。有誰能幫著我們解釋一下為什么燈泡會發(fā)光呢？

生：因為有電流。

師：部分充當(dāng)電源呢？

生：線圈。

師：線圈當(dāng)中發(fā)生了什么變化，讓它可以充當(dāng)電源呢？

生：有磁通量的變化。

師：太好了，請坐。線圈中一定有磁通量的變化才會在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

二、新課教學(xué)

師：在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？

生：因為另一個線圈中有磁通量的變化。

師：這太好了，下面是揭曉答案的時候了。

1.互感現(xiàn)象

兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種現(xiàn)象叫做互感，這種感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。

說明：

（1）收音機(jī)里的“磁性天線”利用互感將廣播信號從一個線圈傳送給另一線圈.

（2）延時繼電器

特別提醒：

互感是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象！要注意，它不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間.

趁熱打鐵：隔空傳聲

師：利用上述器材，將音樂播放器，跟音響不連接的情況下，請同學(xué)上來利用互感知識，讓音響播放出美妙的音樂。

生：利用兩個線圈，分別與播放器和音響各自鏈接成閉合回路，由于播放器中電流的變化，在線圈中產(chǎn)生變化的磁場，再將變化的磁場通過另一個線圈傳遞給音響，導(dǎo)致在音響中產(chǎn)生變化的磁通量，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因為有閉合回路，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，播放出音樂。

2.自感現(xiàn)象

師：進(jìn)一步追問，根據(jù)楞次定律，在線圈當(dāng)中存在磁通量的變化會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩個線圈之間可以不接觸將電能進(jìn)行傳遞，產(chǎn)生互感現(xiàn)象。那么在一個線圈中如果由于自身電流發(fā)生變化，會不會引起感應(yīng)電動勢呢？為什么？

生：會，因為只要有磁通量的變化就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。

師：這個磁通量的變化引起的感應(yīng)電動勢，會遵循什么規(guī)律呢？

生：增反減同。

師：非常好，這種由于導(dǎo)體自身的電流變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。

接下來通過自感現(xiàn)象演示儀來行探究。

（1）通電自感現(xiàn)象

師：利用對比試驗的用兩盞燈進(jìn)行探究，通電的一瞬間那一盞燈會出現(xiàn)變化呢？

生：跟線圈相連接的會不一樣，根據(jù)楞次定律，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢要阻礙電流的增長，因此會發(fā)光變慢。

（2）斷電自感現(xiàn)象

師：第二個實驗將會在斷開電路的一瞬間出現(xiàn)什么實驗現(xiàn)象呢？燈泡會不會馬上熄滅呢？為什么？

生：由于線圈當(dāng)中電流要突然消失，根據(jù)楞次定律線圈中會產(chǎn)生跟原來電流相同的感應(yīng)電動勢，阻礙電流的減小，所以燈會逐漸熄滅。

師：相當(dāng)不錯，回答正確。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢，用E表示。而且自感電動勢總是阻礙電流的變化，即延緩電流變化。

自感系數(shù)由線圈本身的性質(zhì)決定，與線圈是否通電無關(guān)。

它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多。

三、課堂小結(jié)

1.自感現(xiàn)象2.自感電動勢3.自感系數(shù)4.自感現(xiàn)象的防止和利用

四、作業(yè)與思考

完成學(xué)案的同時思考為什么通電一瞬間，沒有磁性的鋁環(huán)會蹦起來呢？

【參考文獻(xiàn)】

[1]樊孝誠.臺燈下的物理知識[J].物理教學(xué).2010（12）：36

[2]趙宏彬.高中物理教學(xué)中實施自主學(xué)習(xí)的探索[J].中學(xué)物理.2012.（5）：15

[3]安忠，劉炳.中學(xué)物理實驗研究[M].北京：高等教育出版社.1986

（作者單位：廈門市大同中學(xué)）