高中物理 第四章第6節(jié)《互感與自感》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-2

1、選修3-2第四章第6節(jié)互感和自感一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在技術(shù)中的應(yīng)用，也是學(xué)生在認(rèn)知上對(duì)電磁感應(yīng)規(guī)律的進(jìn)一步鞏固與深化。教材對(duì)互感部分內(nèi)容的編寫比較簡單，在學(xué)生熟悉的法拉第的實(shí)驗(yàn)中抽象出自感的概念，然后簡介其應(yīng)用和防止，山東省學(xué)科指導(dǎo)意見中對(duì)互感的要求僅局限于“知道互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，所以課堂應(yīng)把重心降落在對(duì)自感的教學(xué)中。但教材對(duì)自感的編寫順序是：提出自感概念演示實(shí)驗(yàn)（通電自感）理論分析演示實(shí)驗(yàn)（斷電自感）理論分析 按這樣的順序開展教學(xué)雖然條理性比較強(qiáng)，但不能很好地激發(fā)學(xué)生探索規(guī)律的積極性，沒有真正發(fā)揮出對(duì)學(xué)生思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)功能。二、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的

2、基本常識(shí)以及電磁感應(yīng)的相關(guān)規(guī)律，學(xué)會(huì)判斷回路是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電流的方向，而且還掌握了感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與什么因素有關(guān)。即已經(jīng)學(xué)會(huì)對(duì)互感現(xiàn)象的分析，但頭腦中沒有互感這個(gè)概念而已，也沒有意識(shí)到當(dāng)通過線圈變化的電流時(shí)，線圈本身也會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)中對(duì)自感現(xiàn)象的解釋以及分析相關(guān)的自感現(xiàn)象是學(xué)生遇到的最大挑戰(zhàn)。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。2知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。3知道自感現(xiàn)象的利與弊及對(duì)它們的利用和防止。4能夠通過電磁感應(yīng)部分知識(shí)分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場的能量轉(zhuǎn)化問題。（二）過程與方法1通過對(duì)兩個(gè)自

3、感實(shí)驗(yàn)的觀察和討論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析推理能力。2通過自感現(xiàn)象的利弊學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生客觀全面認(rèn)識(shí)問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例，使學(xué)生初步形成特殊現(xiàn)象中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點(diǎn)四、重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1自感現(xiàn)象。2自感系數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)分析自感現(xiàn)象。五、教學(xué)手段與策略以“驗(yàn)為基礎(chǔ)，過程為主線，變式為手段，思維為中心”的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。六、課前準(zhǔn)備自感演示儀一套，導(dǎo)線若干；自制多媒體課件。七、課時(shí)安排 ： 1課時(shí) 八、教學(xué)過程（一）引入新課提問：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ 引起

4、回路磁通量變化的原因有哪些？（1）在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢呢？（2）當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢呢？本節(jié)課我們學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。（二）進(jìn)行新課1、互感現(xiàn)象在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢呢？請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過的知識(shí)加以分析說明。當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生感生電場，在感生電場的作用下，另一個(gè)線圈中的自由電荷定向運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

5、勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為互感電動(dòng)勢。利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)大家舉例說明。變壓器，收音機(jī)里的磁性天線。2、自感現(xiàn)象教師：我們現(xiàn)在來思考第二個(gè)問題：當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢呢？下面我們首先來觀察演示實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)1演示通電自感現(xiàn)象。畫出電路圖（如圖所示），A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調(diào)節(jié)變阻器R，使A1、A2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？（實(shí)驗(yàn)反復(fù)幾次）現(xiàn)象：跟變阻器串聯(lián)的燈泡A2立刻正常發(fā)光，跟線圈L串

6、聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來?，F(xiàn)象提問：為什么A1比A2亮得晚一些？試用所學(xué)知識(shí)（楞次定律）加以分析說明。 電路接通時(shí)，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙L中電流增加，即推遲了電流達(dá)到正常值的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)2演示斷電自感。畫出電路圖（如圖所示）接通電路，待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開電路，觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：S斷開時(shí)，A燈突然閃亮一下才熄滅。提問：為什么A燈不立刻熄滅？ 當(dāng)S斷開時(shí)，L中的電流突然減弱，穿過L的磁通量逐漸減少，L中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，方向與原電流方向相同，阻礙原電流減小。L相當(dāng)于一個(gè)電源，此時(shí)L與A構(gòu)成閉合回路，故A中還有一段持續(xù)

7、電流。燈A閃亮一下，說明流過A的電流比原電流大。用多媒體課件在屏幕上打出it變化圖，如下圖所示.結(jié)論：導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢。3自感系數(shù)自感電動(dòng)勢的大小決定于哪些因素呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容。然后用自己的語言加以概括，并回答有關(guān)問題。 自感電動(dòng)勢的大小決定于哪些因素？說出自感電動(dòng)勢的大小的計(jì)算公式。自感電動(dòng)勢的大小與線圈中電流的變化率成正比，與線圈的自感系數(shù)L成正比。寫成公式為E =L L叫自感系數(shù)呢，自感系數(shù)是用來表示線圈的自感特性的物理量。 實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有

8、鐵芯時(shí)大得多。自感系數(shù)的單位：亨利，符號(hào)H，更小的單位有毫亨（mH）、微亨（H） 1H=103 mH 1H=106H4磁場的能量提問：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉砀粒吭噺哪芰康慕嵌燃右杂懻摗W(xué)生分組討論。師生共同活動(dòng)：推斷出能量可能存儲(chǔ)在磁場中。以上只能是一種推斷，電磁場具有能量還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。教材最后一段說，線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”，應(yīng)該怎樣理解？電的“慣性”大小與什么有關(guān)？當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動(dòng)勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零，因此可以借用力學(xué)中的術(shù)語，說線圈能夠體現(xiàn)電的“

9、慣性”。線圈的自感系數(shù)越大，這個(gè)現(xiàn)象越明顯，可見，電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù)。（四）實(shí)例探究自感現(xiàn)象的分析與判斷【例1】如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則 （ ）A在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗D在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗正確選項(xiàng)為AD【例2】如圖所示，自感線圈的自感系數(shù)很大，電阻為零。電鍵K原來是合上的，在K斷開后，分析：（1）若R1R2，燈泡的亮度怎樣變化？（2）若R1R2，燈泡的亮度怎樣變化？（1）因R1R2，即

10、I1I2，所以小燈泡在K斷開后先突然變到某一較暗狀態(tài)，再逐漸變暗到最后熄滅。（2）因R1R2，即I1I2，小燈泡在K斷開后電流從原來的I2突變到I1（方向相反），然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變得比原來更亮，再逐漸變暗到熄滅。（五）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。九、板書設(shè)計(jì) 4.6互感和自感一、互感現(xiàn)象當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為互感電動(dòng)勢。二、自感現(xiàn)象導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。三、自感系數(shù)自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢。公式：E =LL

11、叫自感系數(shù)，是用來表示線圈的自感特性的物理量。（1）線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。（2）帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多。自感系數(shù)的單位：亨利，符號(hào)H，更小的單位有毫亨（mH）、微亨（H） 1H=103 mH 1H=106H四磁場的能量當(dāng)堂檢測1、無線電技術(shù)的發(fā)展，極大地方便了人們的生活.在無線電技術(shù)中常有這樣的要求：一個(gè)線圈中電流變化時(shí)對(duì)另一個(gè)線圈中的電流影響最小，如圖所示，兩個(gè)線圈安裝位置最符合該要求的是（ ）A.B.C.D.2、如圖所示電路，線圈L電阻不計(jì)，則 （ ）A、S閉合瞬間，A板帶正電，B板帶負(fù)電B、S保持閉合，A板帶正電，B板帶負(fù)電C、S斷開瞬間，B板帶正電

12、，A板帶負(fù)電D、由于線圈電阻不計(jì)，電容被短路，上述三種情況電容器兩板都不帶電3、在下圖電壓互感器的接線圖中，接線正確的是（ ）答案：1.D 2.D 3.B 鞏固練習(xí)1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是 （ ）A自感現(xiàn)象是由于導(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B線圈中自感電動(dòng)勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動(dòng)勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大2關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是 （ ）A線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢一定越大B線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D線圈的自感系數(shù)由線圈本身

13、的因素及有無鐵芯決定3如圖所示，L為一個(gè)自感系數(shù)大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是 （ ）A小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅B小燈立即亮，小燈立即熄滅C小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅D小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅4如圖所示是一演示實(shí)驗(yàn)的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電路是接通的。現(xiàn)將開關(guān)斷開，則在開關(guān)斷開的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從_端經(jīng)燈泡到_端.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來演示_現(xiàn)象的。5如圖所示的電路中，燈泡A1、A2的規(guī)格完全相同，自感線圈L的電阻可以忽略，下列說法中正確的是 （ ）A當(dāng)接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B當(dāng)接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C當(dāng)斷開電路時(shí)，A1和A2都過一會(huì)兒熄滅D當(dāng)斷開電路時(shí)，A2立即熄滅，A1過一會(huì)兒熄滅6如圖所示電路中，A1、A2是兩只相同的電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是 （ ）A開關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)B開關(guān)S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)C開關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)D開關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1數(shù)等于A2的讀數(shù) 7如圖所示，L是電感