知识目标

　　1、了解自感现象及其产生的原因；

　　2、理解自感电动势的作用；

　　3、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；

　　4、通过分析理解在自感现象中能量形式的转化情况，为进一步学习电磁振荡打下基础．

　　能力目标

　　1、引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应的规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律

　　2、会用自感知识分析、解决一些简单问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用．

　　情感目标

　　培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新以适应社会对人才的要求．

　　教学建议

　　教材分析

　　自感现象是一种特殊的电磁感应现象——由于导体本身的电流的变化而产生的电磁感应现象，所谓“自感”，简单地说，就是线圈自身电流发生变化时，线圈本身就感应出感应电动势（若电路闭合，就会产生感应电流）．这个自感电动势总是阻碍原电流的变化，在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律．

　　本教材通过两个演示实验对学生认识自感现象非常重要，教学中必须要设法做好这两个实验，做好实验，效果非常明显，做好两个演示实验、对两个演示实验的结果认真地分析，是突破教材难点、掌握好本节内容的重要环节．关于演示实验，我认为还是采用课本中的传统的演示方法为好．这两个实验的电路简单，现象明显，给学生的印象深刻，容易引起兴趣和激发思维的矛盾．只要引导得法，把它当成“探索型”实验来使用，可以有效地促进逻辑思维能力的发展．

　　这两个实验说明以下两个问题：一是：导体本身电流变化，引起磁通量的变化，这是产生自感现象的原因；二是：自感电动势的作用是阻碍电流变化，即电流增大时，自感电动势阻碍电流增大；当电流减小时，阻碍电流减小，总是起着推迟电流变化的作用．在教学中，建议教师给学生强调：分析自感现象，关键是分清电流的变化，确定自感电动势的方向以及怎样阻碍电流的变化．

　　另外，教材还介绍了一个新物理量——自感系数．教材是先做演示实验，观察实验现象，然后对实验现象进行分析，使学生了解自感现象产生的原因和理解自感电动势的作用的．

　　教法建议

　　自感现象非常普遍，只要电路中的电流发生变化，都会有程度不同的自感现象发生．我们需要利用自感电动势时可以设法增大自感系数，反之则减小自感系数．课本从利、害两方面举了不同的例子，以利于学生全面认识问题．

　　对于基础比较好的学生，为了使学生对自感现象有比较正确的认识，在教学中不能作深入探讨的情况下，教师可以向学生定性地交待以下几个问题：

　　1、通电时产生的自感电动势的最大值等于外加电源的电动势（或外加电压），因此通电时的自感现象只能延缓电流的增大，而不会完全阻止电流的增加，更不会产生相反方向的电流；断电时产生的自感电动势的最大值可以大于外加电源的电动势（或外加电压）；

　　2、一般情况下，自感电动势的平均值（或瞬时值）与线圈的自感系数无关；

　　3、电流的变化率不是决定于闭合或者断开开关的快慢，而是决定于电路的参数

　　--方案

　　教学重点：通过对两个演示实验的分析，使学生掌握自感现象产生的原因、自感电动势的作用．

　　教学难点：自感电动势的作用．

　　教学用具：演示自感现象的示教板（有铁心的大线圈、滑线变阻器、小灯泡、电池组、电键）

　　教学过程：

　　（一）、自感现象：

　　1、提出问题：

　　发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么？怎样得到这种条件？如果通过线圈本身的电流有变化，使它里面的磁通量改变，能不能产生电动势？

　　2、演示实验：

　　（1）用图1电路作演示实验．

　　和  是规格相同的两个灯泡.合上开关  ，调节  ，使  和  亮度相同，再调节  ，使  和  正常发光，然后打开  再合上开关  的瞬间，问同学们看到了什么?（实验要反复几次）

　　可以观察到：  比  亮得多．

　　（2）用图2电路作演示实验．

　　合上开关  ，调节  使  正常发光.打开  的瞬间，问同学们看到了什么？(实验要反复几次)

　　可以观察到：  在熄灭前闪亮一下．

　　[启发讲解] 当通过螺线管中电流变化时，螺线管中也能产生电磁感应现象，但这种电磁感应现象与我们前面学过的电磁感应现象有所不同，这种电磁感应现象的产生是由于通过导体自身的电流变化引起磁通量的变化．这种现象就称为自感现象．

　　分析讨论: 实验（1）和实验（2）中的两种现象：

　　小结：

　　当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化．这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象，自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势．

　　注意：对“阻碍”的理解．

　　[小结讲解] 阻碍的含义：当通过螺线管中原来的电流  增大时，螺线管中产生的自感电动势阻碍  变大；当通过螺线管中原来的电流  减小时，螺线管中产生的自感电动阻碍  减小．

　　（1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大．

　　（2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小．

　　（二）、自感系数：

　　[设问]自感电动势是一种感应电动势，它的大小也与磁通量的变化快慢有关．在发生自感现象时，导体中产生的自感电动势与哪个因素有关？

　　（感应电动势大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关）

　　指出：自感电动势的大小与其他感应电动势一样跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系，线圈的磁场是由电流产生的，所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系．

　　对同一个线圈：电流变化越快，穿过线圈的磁通量变化也就越快，线圈中产生的自感电动势就越大．

　　对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势是不相同的．

　　即：  与线圈本身的特性有关——用自感系数  来表示线圈的这种特性．

　　说明：

　　(1)决定线圈自感系数的因素：线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯．线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.

　　（2）自感系数的单位：亨利，简称亨（H）——如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏，这个线圈的自感系数就是1亨．

　　（三）、自感现象的应用：

　　说明自感现象广泛存在．凡是有导线、线圈的设备中，只要有电流变化都有自感现象存在，因此要充分考虑自感和利用自感．

　　引导学生看书

　　小结：

　　本节课我们学习了自感现象产生的原因：是由于通过导体本身电流的变化，自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化、自感系数的决定因素和单位．

　　[要点导学]

　　1。互感现象是一种常见的电磁感应现象，如图4—6—1只要A线圈的电路中可变电阻的阻值R周期性地变化，那么A和B两个线圈之间就会发生互感现象。例如电阻R增大，A中电流变小，B线圈中磁通量减少产生感应电流，感应电流产生的磁场也会引起A线圈中磁通量的变化，所以A、B两个线圈的磁通量是互相影响的，象这样两个互相靠近的线圈中只要有一个线圈中的电流变化，就会出现互感现象。

　　2。自感现象是因为线圈自身的电流变化而引起线圈的磁通量变化，由此产生的电动势叫自感电动势。所以自感现象就是一种电磁感应现象。自感现象既遵循法拉第电磁感应定律又遵循楞次定律。只是因为自感线圈内的磁通量的变化率与线圈内的电流的变化率成正比例，所以电流变化越快自感电动势越大。也就是说自感电动势与电流的变化率成正比，比例常数就是自感系数L，单位是亨利，符号是H。

　　3。因为自感现象是以电流变化为主线展开讨论的，所以在研究自感问题时，应首先研究电流的变化情况。因电流的变化引起磁场的变化，磁场的变化引起磁通量的变化，磁通量的变化产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流的变化。但阻碍电流的变化不等于阻止电流的变化。

　　4。在具体分析自感支路对其他电路影响时，如果自感支路的电流在减少则应该把产生自感电动势的线圈看作新的电源，新电源阻碍电流的减少；如果自感支路中的电流在增大，自感线圈就相当于一个接反了的电源，这一电源阻碍电流的增加。

　　5。线圈的自感系数是由线圈自身的性质决定的，与线圈中的电流无关。这一点就象导体的电阻与导体中的电流无关一样。影响线圈自感系数的因素很多（空心线圈的自感系数与单位长度的匝数的平方成正比，与线圈的体积成正比），但插入铁芯线圈的自感系数明显增大（约为103—104倍）。

　　6。磁场与电场一样也具有能量，磁场是由电流产生的，所以线圈中电流变化时磁场的能量就在变化；电场是由电荷产生的，所以电容器中电荷量变化时电场的能量就在变化。电场能与磁场能可以相互转化，这一问题后面还会继续学习。

　　[范例精析]

　　例1如图4—6—2示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（）

　　A。合上开关K接通电路时A2先亮，A1后亮最后一样亮

　　B。合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮

　　C。断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭

　　D。断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

　　解析：合上开关K接通电路时L阻碍电流增大，所以A2先亮、A1后亮。断开开关K切断电路时，在L、A1、A2组成了新电路，L是新电源，（电流方向顺时针），所以A1A2都要过一会儿才熄灭。正确答案是A和D。

　　拓展：在断开开关K时L中的电流减小，L中产生了阻碍电流减小的自感电动势，但阻碍不是阻止，电流还是在减小，电流的方向还是由L流向A1，再流入A2，再流入L，形成顺时钟方向的电流。

　　例2图4—6—3为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的，现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从端到端，这个实验是用来演示现象。

　　解析：K闭合时L中电流的方向是b—L—a，K断开的瞬间L中电流突然减小，L中产生阻碍电流减小的感应电动势，L成为新的电源，但电流只能在原方向上减小，所以正确答案是：[a到b，断路时的自感现象]。

　　拓展：本题的考查点与上题相同，说明这部分内容是高考的热点内容。应该高度重视。

　　例3一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈（）

　　A。自感系数也将均匀增大

　　B。自感电动势也将均匀增大

　　C。磁通量也将均匀增大

　　D。自感系数，自感电动势都不变

　　解析：电流均匀增大则磁通量均匀增大，磁通量的变化率恒定。所以自感电动势不变。自感系数与电流无关。正确答案是C和D。

　　拓展：在自感现象中电流的变化率与磁通量的变化率是成正比例的，因为线圈中的磁场就是它自身的电流产生的，电流增大磁场就增强，磁通量就增大。

　　例4、如图4—6—4所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从"—"接线柱流入时，指针向右摆，当电流从"+"接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际（）

　　A。G1指针向左摆，G2指针向右摆

　　B。G1指针向右摆，G2指针向左摆

　　C。G1、G2的指针都向左摆

　　D。G1、G2的指针都向右摆

　　解析：K断开的瞬间，LRG1G2组成了一个新的回路，新回路的电源是L，L阻碍L中的向右的电流减少，所以回路中还有顺时针的电流，正确答案是A。

　　拓展：本题的考点与例一和例二相同，只是在情景上多加了两个电流表，这类问题的关键是确定L中原来的电流方向，L作为新电源时电流的方向并不改变。

　　例5如图4—6—5所示的两个线圈A和B并排放置，当A线圈的电键S闭合的瞬时，B线圈中因磁通量增加而产生感应电流。请说明此时B线圈中感应电流对A线圈中的磁场有何影响？

　　解析由图4—6—5可知，开关闭合时A线圈的下面出现N极，B线圈因磁通量增加而产生感应电流，根据楞次定律B线圈下面也是出现N极（阻碍A线圈的磁感线穿入B），B线圈中感应电流产生的磁感线是由下而上地穿过A线圈的（与A线圈中磁场反向），所以感应电流的磁场起着阻碍A线圈中磁场增强的作用。

　　拓展由此可见只要A线圈的磁感线穿过B，而B能够产生感应电流并且感应电流的磁感线又能够穿过A，那么不管A、B的位置如何放置，A、B之间都能够产生互感现象。

　　例6家用日光灯电路是利用自感现象的一个常见的例子。日光灯的电路如图4—6—6，图中S是是启动器（内有双金属片并充氖气），L是镇流器（有铁芯的线圈），D是日光灯灯管。试分析日光灯工作原理。

　　解析开关闭合后，220V电压加在启动器S的两端，使启动器玻璃泡内氖气放电，放电产生的热量使玻璃泡内的双金属片膨胀，动触片与静触片短路，电流突然增大，镇流器因电流突变产生很大的自感电动势，这一高电动势使日光灯灯管内汞蒸汽放电，日光灯就发光了。

　　拓展日光灯镇流器的作用有两个方面：一是在启动时给灯管提供高电压；二是在正常使用时限制通过灯管的电流（因为日光灯电路中使用交流电，镇流器线圈的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器的名称由此而来）。分析日光灯的电路图时，应以日光灯管为中心。启动器与日光灯管并联，镇流器与日光灯管串联，这样分析有利于记忆掌握日光灯的电路图，也有利于理解启动器和镇流器的作用。