高二物理---互感和自感教学设计

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1、1自感和互感自感和互感教学设计教学设计 1 课时教学内容分析教学内容分析1.1.课程标准对本节的要求：课程标准对本节的要求：知道什么是互感现象和自感现象，能用电磁感应知识解释自感现象，理解自感系数，磁场能量。2.2.教材的地位和作用：教材的地位和作用：本节内容是在学习法拉第电磁感应定律基础上的又一实际应用，本节内容包括四个知识点：互感、自感、自感系数、磁场的能量。教材从知识的回顾提出互感的概念，接着用电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因。这样的设计能够培养学生的理解能力，实验探究能力及对知识的应用能力。3 3教材处理：教材处理：用游戏与实验引入课题。课题引入后老师就先演示课本中的实验，观

2、察试验现象，然后，运用法拉第电磁感应的有关规律对试验进行分析，使学生了解自感现象产生的原因，理解自感电动势的作用。教学对象分析教学对象分析学生已经学会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。即已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念而已，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。教学目标教学目标1.1.知识与技能知识与技能（1）知道互感与自感现象都是电磁感应现象。（2）知道自感电动势的大小由什么因素决定，并理解自感电动势的作用，能解释相关现象。（

3、3）知道自感系数的单位、决定因素。（4）会利用自感现象和互感现象解释相关问题2.2.过程与方法过程与方法通过对两个自感实验的观察、设计与分析，培养学生的观察能力、实验能力和探究能力；3.3.情感态度与价值观情感态度与价值观（1）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；（2）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。教学重点教学重点 对自感现象的正确解释。教学难点教学难点 自感现象有关规律的认识。教学方法教学方法 引导，启发，分析，探讨，总结。教学用具教学用具 自感现象示教板，导线若干，多媒体课件等2教学过程设计教学过程设计教学环节和教学内容教学环节和

4、教学内容教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 创设情境，引入课题创设情境，引入课题 游戏与实验猜测闭合开关时会有什么 现象？断开开关时又会有什么 现象呢？学生自主学习学了今天的内容“互感和自互感和自感感”我们就可以解释它。观察好奇兴奋思考通过游戏与实 验引发学生的的思 维疑问和惊奇，激 发学生的探究欲望 和学习兴趣。【观察实验，形象感知观察实验，形象感知】让学生回顾感应电动势的大小与哪些因数有关，并提问学生：产生电磁感应现象的条件是什么？感应电流的方向怎样判断？提问学生提问学生：产生电磁感应现象的条件是什么？引导学生回答：1、是闭合电路。2、穿过闭合电路的磁通量发生变化。3、感应电

5、流的方向用楞次定律判断。回顾思考回答知识准备，为 接下来的学习提供 知识基础。启发学生思维， 让学生大胆说出自 己的想法。从而了 解学生的前概念， 并根据学生的前概 念，调整和改进教 学设计，从而打下 引导学生从前概念 向科学概念转变的 思想基础。7【实验探究实验探究】一、复习回顾一、复习回顾投影：“探究产生感应电流条 件”的实验，改变通过小线圈 M 的电流大小，让学生分析大 线圈 N 产生感应电流的情况。二、进行新课互感现象互感现象 像上述实验，两个线圈之间 并没有导线连接，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 中产生感应电动势的现象，称 为互感互感。互感现象产

6、生的感应 电动势，称为互感电动势感电动势。 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。2 2、自感现象、自感现象 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）提问学生提问学生：请同学们用学过的知识加以分析说明。引导学生回答引导学生回答：小线圈的电流变化小线圈中电流激发的磁场变化穿过大线圈的磁通量发生变化大线圈产生感

7、应电动势闭合回路产生感应电流问问：同学们能说出互感现象在生 活中的应用吗？ 引导学生回答：变压器，收音 机里的磁性天线。学生观察结果：学生观察结果： A1 逐渐变亮，A2 立即变亮，最 后两灯一样亮。提问：提问：A1 逐渐变亮的原因是什么？ 最后两灯一样亮的原因又是什么？ （请学生分组讨论） 学生讨论，得到结论：学生讨论，得到结论： 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回顾思考回答思考回答：观察回答由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力

8、通过老师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。让学生自己开口说出实验现象，培养学生的表达能力。让学生对物体进行受力分析，培养学生的理论分析能力。利用多媒体课件解释感应电流条件，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于让学生的把感性认识上升到理性认识。2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？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。 自感现象中产生的电动势叫自自 感电动势。感电动势。 师生共同得出以下规律： 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 I原原，则，则

9、E E自自(I(I自自) )与与 I I原原 相反相反 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 I原原，则，则 E E自自(I(I自自) )与与 I I原原 相同相同常值的时间。学生观察结果：学生观察结果： 灯闪亮一下再熄灭。提问：提问：灯闪亮一下，其中的“闪亮”能说明什么问题？（请学生分组讨论）学生讨论，得到结论：学生讨论，得到结论： 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

10、一下，说明 流过 A 的电流比原电流大。引导学生归纳自感现象的特点：引导学生归纳自感现象的特点：自感电动势总是 导体中原来电流的 。讨论思考回答根据实验现象和课件图示进行总结思考深化理解阅读通过总结让学生对自感现象的产生原因及其规律有了系统的了解。通过进一步提问，加深学生对自感现象规律的认识，让学生明确自感电动势的特点、自感电动势的大小。 23 3、自感系数、自感系数提问：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

11、体中自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。电流变化的快慢有关。4 4、磁场的能量、磁场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。 【知识应用知识应用】 一、自感现象的分析与判断一、自感现象的分析与判断 【例】如图所示，自感线圈的 自感系数很大，电阻为零。电 键 K 原来是合上的，在 K 断开 后，分析： （1）若R1R2，灯泡的亮度怎 样变化？ （2）若R1R2，灯泡的亮度怎理论分析表明：E=LI/tE=LI/t。式中 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。

12、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) 1H=103mH=106H引导学生阅读教材，了解电场能 的概念。引导学生思考回答引导学生思考回答： （1）因R1R2，即I1I2，所以 小灯泡在 K 断开后先突然变到某 一较暗状态，再逐渐变暗到最后 熄灭。 （2）因R1R2，即I1I2，小灯 泡在 K 断开后电流从原来的I2突 变到I1（方向相反） ，然后再渐 渐变小，最后为零，所以灯泡在 K 断开后先变得比原来更亮，再 逐渐变暗到熄灭。思考理解记忆思考回答发挥学生的主体作用，充分调动了他们学习的积极性和热情，启发学生思维能力，培养学生独立思考的能力和自学能力，减轻学生课后作

13、业负担，提高全体学生学习质量。2样变化？二、巩固练习二、巩固练习 1下列关于自感现象的说法中， 正确的是 （ ） A自感现象是由于导体本身的 电流发生变化而产生的电磁感 应现象 B线圈中自感电动势的方向总 与引起自感的原电流的方向相 反 C线圈中自感电动势的大小与 穿过线圈的磁通量变化的快慢 有关 D加铁芯后线圈的自感系数比 没有铁芯时要大 2关于线圈的自感系数，下面 说法正确的是 （ ） A线圈的自感系数越大，自感 电动势一定越大 B线圈中电流等于零时，自感 系数也等于零 C线圈中电流变化越快，自感 系数越大 D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 3如图所示电路中，A1、A2是 两

14、只相同的电流表，电感线圈 L的直流电阻与电阻R阻值相 等.下面判断正确的是 （ ） A开关 S 接通的瞬间，电流表 A1的读数大于A2的读数 B开关 S 接通的瞬间，电流表提示学生提示学生： 从自感的概念，自感现象的特点， 自感系数的的决定因素去着想让学生思考完成，请学生回答1ACD、2D、3BD思考回答培养学生学以致用的能力，增长学生的见闻，丰富课堂，强化学生对互感与自感深刻的认识，进步突出重点。巩固和消化所学的知识，并使知识转化为技能。培养学生独立学习的能力和习惯，发展学生的智力和创造力。通过检查作业，可以反馈教情、学情，对教师调整教学方式、内容和手段起到了重要的作用。2A1的读数小于A2

15、的读数 C开关 S 接通电路稳定后再断 开的瞬间，电流表A1的读数大 于A2的读数 D开关 S 接通电路稳定后再断 开的瞬间，电流表A1数等于A2 的读数 【板书设计板书设计】66 互感和自感互感和自感 1 1、互感现象、互感现象 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。互感现象产生的 感应电动势，称为互感电动势互感电动势。 2 2、自感现象、自感现象 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。 自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。 3 3、自感系数、自感系数自感电动势大小：E =LtI L 叫自感系数自感系数，是用来表示线圈的自感特性的物理量。 （1）线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。 （2）带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 自感系数的单位单位：亨利，符号 H，更小的单位有毫亨（mH） 、微亨（H）1H=103 mH 1H=106H 4 4、磁场的能量、磁场的能量