高中物理 自感現(xiàn)象教案（3） 新人教版選修3-2

1、自感現(xiàn)象一、教學(xué)目標(biāo)1指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、綜合的方法，認(rèn)識(shí)自感現(xiàn)象及其特點(diǎn)。2明確自感系數(shù)的意義及決定條件。3能解釋生產(chǎn)和生活中的某些自感現(xiàn)象。4提高學(xué)生分析問題的能力和運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)：自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)。2難點(diǎn)：運(yùn)用自感知識(shí)解決實(shí)際問題。三、教具 變壓器原理說明器(用400匝線圈)、3.8V0.3A燈泡兩只、滑動(dòng)變阻器、電源(3V)、導(dǎo)線、開關(guān)四、主要教學(xué)過程一、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(shí)、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)等，都會(huì)引起感

2、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(huì)有感應(yīng)電流。二、新課教學(xué) (一)、自感現(xiàn)象1、演示實(shí)驗(yàn)，提出問題【演示實(shí)驗(yàn)1】斷電自感現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。接通電路，燈泡正常發(fā)光后，迅速斷開開關(guān)，可以看到燈泡閃亮一下再逐漸熄滅。問1：燈泡閃亮一下，說明了什么問題？(引導(dǎo)學(xué)生分析得出：燈泡的亮度由其實(shí)際功率決定。燈泡閃亮一下，表明在開關(guān)斷開這一瞬間，燈泡兩端的電壓比原來大。)問2：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的。

3、(學(xué)生一時(shí)回答不了。再用實(shí)驗(yàn)啟發(fā)。)【演示實(shí)驗(yàn)2】將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實(shí)驗(yàn)，這時(shí)燈泡不再閃亮。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓是線圈產(chǎn)生的。問3：線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的呢？2、分析現(xiàn)象，建立概念 討論：組織學(xué)生討論。出示實(shí)驗(yàn)電路圖，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的電磁感應(yīng)的知識(shí)來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 引導(dǎo)學(xué)生將這里的線圈與P88圖42所示實(shí)驗(yàn)中的線圈加以對(duì)比。在圖42所示實(shí)驗(yàn)中，線圈本身也不是電源，但在磁鐵插入或拔出線圈的過程中，由于線圈中的磁通量發(fā)生了變化，故線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。 問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，線圈也發(fā)生了電磁感應(yīng)。那么是什么

4、原因引起線圈發(fā)生電磁感應(yīng)呢？ 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：?jiǎn)?：開關(guān)接通時(shí)，線圈中有沒有電流？(有電流。)問2：有電流通過線圈時(shí)，線圈會(huì)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)？根據(jù)是什么？(線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)電流的磁效應(yīng)。)問3：既然線圈產(chǎn)生了磁場(chǎng)，那么就有磁感線穿過線圈，線穿過線圈的磁胎量就不等于0。開關(guān)斷開后，線圈中還有磁通量嗎？(沒有磁通量了。)問4：所以，在開關(guān)斷開這一過程中，穿過線圈的磁通量變了嗎？如何變化？(變了。從有到無。)問5：穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？(會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。) 討論小結(jié)：開關(guān)接通后，線圈中存在穩(wěn)定的電流，線圈內(nèi)部鐵芯存在很強(qiáng)的磁場(chǎng)，穿過線圈的磁通量很大

5、；在開關(guān)斷開瞬間，線圈中的電流迅速減小到0，穿過線圈的磁通量也迅速減小到0，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)線圈就相當(dāng)于一個(gè)電源。由于開關(guān)斷開很快，故穿過線圈的磁通量變化很快，就產(chǎn)生了較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使燈泡兩端的電壓增大了。 建立概念：上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)生電磁感應(yīng)的原因是由于通過導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而引起磁通量變化。這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感。自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。自感電動(dòng)勢(shì)：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、演示實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化概念【演示實(shí)驗(yàn)3】演示通電自感現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)電路如圖。開關(guān)接通時(shí)，可以看到，燈泡2立即正常發(fā)光，而燈泡1是逐漸亮起來的。問：

6、為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？(開關(guān)接通時(shí)，線圈中的電流從無到有，使得穿過線圈的磁通量從無到有，線圈中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，使燈1逐漸亮起來。)問：為什么自感電動(dòng)勢(shì)不是使燈泡1突然變得很亮，而是使它慢慢變亮呢？4、綜合因素，講解規(guī)律教師說明：在自感現(xiàn)象中，自感電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生了變化而引起的，而自感電動(dòng)勢(shì)卻總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化的。特點(diǎn)：自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化的。具體而言： 如果導(dǎo)體中原來的電流是增大的，自感電動(dòng)勢(shì)就要阻礙原來電流的增大。 I原，則自(I自)與I原相反(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P97第2段對(duì)通電自感的解釋。) 如果導(dǎo)體中原來的電流是減小的，自感電動(dòng)勢(shì)就要阻

7、礙原來電流的減小。 I原，則自(I自)與I原相同5、分析實(shí)驗(yàn)，深化理解實(shí)驗(yàn)1稱為斷電自感現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)2稱為通電自感現(xiàn)象。那么，在實(shí)驗(yàn)1中電路接通的瞬間，線圈是否發(fā)生自感？在實(shí)驗(yàn)2中，把開關(guān)斷開時(shí)，線圈是否發(fā)生自感現(xiàn)象呢？(都發(fā)生自感。只不過是我們觀察不到。)實(shí)驗(yàn)2中，如果以很快的頻率反復(fù)打開、閉合開關(guān)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？(燈1 不亮，燈2閃亮。)實(shí)驗(yàn)1中開關(guān)斷開了，電源已不再給燈泡提供電能了，燈還閃亮一下。這些能量是哪里來的呢？是憑空產(chǎn)生了能量嗎？(線圈提供的。線圈中有電流時(shí)，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)也具有能量。當(dāng)開關(guān)斷開后，磁場(chǎng)能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，由線圈提供給燈泡。這說明電磁感應(yīng)中也遵循能量守

8、恒。)(二)、自感系數(shù)問：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟什么因素有關(guān)？(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化快慢有關(guān)。)自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān)。(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P98第3段。)理論分析表明： =LI/t。L稱為線圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱自感或電感。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。單位：亨利(H) 1H=103mH=106H(三)、自感現(xiàn)象的應(yīng)用 (學(xué)生閱讀教材P99。)三、課堂練習(xí)例1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是：A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；B、線

9、圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大的其自感系數(shù)一定較大；C、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大；D、自感電動(dòng)總是阻礙原來電流變化的。解：D。例2、如圖所示，兩個(gè)電阻的阻值都是R，多匝線圈的電阻和電源內(nèi)阻均可忽略不計(jì)。電鍵S原來斷開，此時(shí)電路中的電流為I0=/2R。現(xiàn)將S閉合，于是線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是：A、使電路的電流減小，最后由I0將小到0；B、有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I0；C、有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變；D、有阻礙電流增大的作用，但電流還是增大，最后等于I0。解：D。說明：要深刻理解“阻礙”的意思。阻礙并不等于“阻止”。當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的增大，但電流最后還是要增大的，只不過增大得慢些(如通電自感實(shí)驗(yàn)中所見)；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的減小，但電流最后還是要減小的，只不過減小得慢些(如斷電自感實(shí)驗(yàn)中所見)。自感電動(dòng)勢(shì)的作用只不過是起一個(gè)“延時(shí)”作用