高二物理沪科版选修3-2 1.5 自感现象与日光灯 教案

1.5 自感现象与日光灯

【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解日光灯的工作原理

（2）指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。

（3）明确自感系数的意义及决定条件。

2、过程与方法（1）能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。

（2）提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。

3、情感态度和价值观培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养【教学重点】自感现象产生的原因及特点。

【教学难点】运用自感知识解决实际问题。

【教学方法】讨论法、探究法、实验法、练习法

【教学用具】变压器、线圈、电源、导线、灯泡、开关，自感演示器、多媒体课件

【教学过程】

一、情景回顾,引入新课

提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？楞次定律内容？

师：在“探究感应电流的产生条件”的实验中，

改变通过小线圈A的电流大小，我们会发现大线圈B就能产生

感应电流。对这个现象我们是如何解释的？

生：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

闭合回路产生感应电流。

师：两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？

二、新课教学

(一)、自感现象

现在，我们来继续关注上面电路：

1)螺线管中有无磁场?磁场的强弱与电流有无关系?

2)当电流变化时,线圈中的磁场是否变化?

3)当电流变化时,通过线圈中的磁通量是否变化?

4)当电流变化时,线圈的身体内是否产生电磁感应现象?

师:线圈本身的电流发生变化,它自己激发的磁场也一定变化,结果在自己的”身体”内产生了感应电动势.

引出:1.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。

2.自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。

下面我们通过实验来进一步研究一下这个问题.(通过对比观察现象,分组讨论. 统一演示,,分步解析)

1、演示实验，提出问题

演示普通电路和带线圈的自感电路,学生将看到的电路现象记录下来,并讨论现象产生的原

因.

【演示实验】演示通电自感现象。实验电路如图。

开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。

问：为什么会出现这种现象呢？

问：为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？

【演示实验】断电自感现象。实验电路如图所示。

接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关.

可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。再演示多媒体课件。组织学生讨论.

问：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？

问：线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢？

2、分析现象，理解概念

讨论：组织学生讨论。出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。

讨论小结, 深入理解概念：上述现象就属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这就是自感。

3、课件演示实验，强化概念

特点：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的。

具体而言：①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原↑，则ε自(I自)与I原相反

②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原↓，则ε自(I自)与I原相同

综合因素，讲解规律

教师说明：在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。

4、磁场中的能量

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。

5.自感系数

结合下列问题，自学课本自感系数部分内容。

（1）自感电动势的大小取决于什么？其表达式是什么？式中各符号代表什么？

（2）自感系数的大小与什么因素有关？它的主单位是什么？常用单位还有哪些？各单位的符号怎么写？

6.自感的应用和防止防止：电脑展示图片。

应用：日光灯等；

（二）日光灯的主要组成

日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。

分别将灯管、镇流器、启动器的实物模型展示在投影仪上，对其结构及其原理进行讲解。教师出示碎日光灯，如图，向学生介绍灯管的构造及发光原理。

教师讲解：灯管内充有微量的惰性气体（如：氩）和稀薄的汞蒸气，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光。

教师说明：①管内所充气体不同、管壁所涂的荧光粉不同，发光的颜色就不同；②日光灯开始点燃时，要激发汞蒸气导电需要一个高出电源电压很多的电压，而正常发光时，灯管的电阻变得很小（因为气体导电的电阻小），只允许通过不大的电流，这时要求加在灯管上的电压低于电源电压。

教师出示拆开的镇流器，如图，向学生介绍镇流器的构造——是一个带铁芯的线圈，自感系数很大。

教师出示拆开的起动器，如图，要求学生观察并总结启动器的主要构造：

启动器主要是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个是静触片，一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的U形动触片。

教师演示双金属片受热弯曲的实验，同时讲述温度升高时，动触片与静触片接通的原理。平常动触片与静触片之间不接触，有小缝隙，双金属片受热时，两金属片膨胀程度不同，下