滬科教版選修3《自感現(xiàn)象與日光燈》教學(xué)設(shè)計(jì)

滬科教版選修3《自感現(xiàn)象與日光燈》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)了解自感電動(dòng)勢(shì)的概念與表達(dá)式理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生機(jī)制掌握感應(yīng)電流大小與方向的確定學(xué)習(xí)應(yīng)用一個(gè)線圈在變化磁通中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)制作自感電路了解日光燈的基本原理掌握日光燈的構(gòu)造及工作原理了解節(jié)能燈的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)自感電動(dòng)勢(shì)的概念與表達(dá)式感應(yīng)電流的產(chǎn)生機(jī)制及方向的確定自感電路的制作教學(xué)難點(diǎn)日光燈的工作原理節(jié)能燈的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)三、教學(xué)內(nèi)容1.自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象是指在自感線圈中，當(dāng)磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中將會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，也會(huì)在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。自感的大小與線圈中的線圈數(shù)、線圈的面積以及磁通變化速率有關(guān)。自感電動(dòng)勢(shì)的大小可以用公式表示：$$e=-L\\frac{di}{dt}$$其中，e表示自感電動(dòng)勢(shì)大小，L表示線圈的自感系數(shù)，i表示線圈內(nèi)的電流，t表示時(shí)間。2.感應(yīng)電流感應(yīng)電流是指在變化磁通中導(dǎo)體內(nèi)將會(huì)感應(yīng)出電流的現(xiàn)象。根據(jù)歐姆定律，感應(yīng)電流的大小和電阻的大小有關(guān)。感應(yīng)電流的產(chǎn)生機(jī)制可以用法拉第電磁感應(yīng)定律表示：$$E=-\\frac{d\\Phi}{dt}$$其中，E表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，$\\Phi$表示磁通量，t表示時(shí)間。感應(yīng)電流的方向可以利用楞次定律確定，即感應(yīng)電流的方向總是使其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向阻礙原磁場(chǎng)的變化。3.自感電路的制作通過制作一個(gè)線圈在變化磁通中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)制作自感電路，學(xué)生可以更好地理解自感現(xiàn)象。制作自感電路的具體步驟如下：準(zhǔn)備材料：銅線一卷，鎢絲燈泡一個(gè)，一塊彈簧鋼片，電池兩個(gè)，開關(guān)一個(gè)，電線若干。把銅線繞成一個(gè)漂亮的線圈，線圈的匝數(shù)在20-30匝之間。把鎢絲燈泡拆開，把里面的鎢絲取出來。把鎢絲放在電路板上，利用彈簧鋼片的彈性，讓鎢絲掛在電路板上。把鎢絲利用電線連接到一個(gè)電池的正極，再用電線連接到磁鐵（電路板上的彈簧鋼片），再利用電線連接到另一個(gè)電池的負(fù)極上。把線圈與鎢絲間的距離調(diào)整到一個(gè)合適的距離，開關(guān)打開，看到鎢絲開始發(fā)亮，說明電路正常工作。四、教學(xué)過程1.引入引入自感電路，先向?qū)W生講解線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的情況，并利用示波器給學(xué)生展示當(dāng)線圈中電流變化時(shí)感應(yīng)出的自感電動(dòng)勢(shì)。2.自感電路的制作通過帶領(lǐng)學(xué)生制作自感電路，讓學(xué)生更好地理解自感現(xiàn)象。在制作自感電路的過程中，老師要向?qū)W生解釋線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通變化速率和線圈的自感系數(shù)等的關(guān)系。3.日光燈講解日光燈的構(gòu)造及工作原理，讓學(xué)生了解到日光燈是把電能轉(zhuǎn)化為光能的裝置。講解過程中需向?qū)W生展示日光燈工作的實(shí)際案例，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景并產(chǎn)生興趣。4.節(jié)能燈講解對(duì)比傳統(tǒng)白熾燈和日光燈的優(yōu)缺點(diǎn)，并引入下一節(jié)課節(jié)能燈的學(xué)習(xí)內(nèi)容。五、教學(xué)評(píng)估1.個(gè)人作業(yè)要求學(xué)生提交一個(gè)關(guān)于自感現(xiàn)象及制作自感電路的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生在報(bào)告中介紹自感電動(dòng)勢(shì)的概念和量化方法、感應(yīng)電流的產(chǎn)生機(jī)制及方向的確定以及自感電路的制作過程，要求學(xué)生在報(bào)告中深入闡述制作自感電路中電路的各個(gè)部分的作用。2.小組實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生分成小組設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自感電路實(shí)驗(yàn)器材，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，探究線圈中磁通快速變化時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。六、教學(xué)反思在本次的教學(xué)中，應(yīng)用了許多案例和實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際的操作和展示，讓學(xué)生更好地了解自感