《互感和自感》教学设计

《互感和自感》教学设计

人教版教材物理必修1

衡南二中盛梅芳

【教学内容分析】

本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应现象的进一步巩固和深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，让学生知道互感现象是常见的电磁现象，这节课是让学生从理论走向社会、生活的一节课，是培养学生动手动脑和用已学知识解决实际生活问题能力的一节课，对学生知识的巩高、解决生活实际问题能力的提高都有很大的帮助。

【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解互感现象的电磁感应特点。

（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。

（4）了解日光灯的工作原理。

（5）．了解自感现象的利与弊及应用与防止。

2、过程与方法

（1）．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

（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

（1）．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。

（2）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、试验法、练习法

【教学用具】

变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关，日光灯组件，多媒体课件

【教学过程】

一、复习旧课，引入新课

师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？

生：穿过电路的磁通量发生变化。

师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。

二、新课教学

在法拉第的实验中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？

一、互感现象

指导学生自学教材，了解什么叫互感现象以及互感现象的应用与防止。

师：在互感现象或前面我们学习过的电磁感应现象中，对于发生电磁感应现象的线圈而言，变化的磁通量均是由外界其它磁场源激发的，如果线圈本身的电流发生变化，它自己激发的磁场也一定变化，能不能在自己的“身体”内产生感应电动势呢？下面我们通过两个实验来探究这个问题。

先让学生自学教材上的实验内容。

教师演示实验一：通电自感实验（将图4．6-2画在黑板上，并指出实验前与A1串联的线圈L的电阻肯定等于与A2串联的滑动变阻器R的工作电阻。）

教师演示实验二：断电自感实验（将图4．6-4画在黑板上，并适当调整线圈的匝数，使断电瞬间灯泡突然闪一下再熄灭。）

让多个学生描述自己看到的实验现象，并组织学生讨论、交流，最后达成一致意见：实验一中灯泡A2先亮，灯泡A1后亮，最后一样亮；实验二中灯泡A在切断电源后过了一小段时间才熄灭（先不说突然变得更亮后再熄灭）。

师：猜一猜实验现象的出现最有可能与哪部分电路的相关？如何验证你的猜想？

组织学生讨论交流，最后达成一致：最有可能与电路中的线圈相关，可以将其换成等阻值的电阻再做一遍实验，看一看实验现象是否发生变化。

教师重新做一遍实验，并将两个实验中的线圈分别换成等阻值的电阻后再重新演示，学生仔细观察比较，验证自己的猜想。

师：看来当线圈中流过恒定的电流时，线圈在电路中起的作用就是电阻作用；而当线圈中流过变化的电流时，线圈在电路中起的作用不仅仅是电阻作用，还有别的作用。例如在实验一中，当通过线圈的电流增大时，除了电阻以外，还有一个作用也在阻碍电流增大，造成线圈对电流总体的阻碍作用超过变阻器R，所以流过A1的电流小于流过A2的电流，A1落后于A2亮起来；但是这种阻碍作用不是阻止，线圈中的电流仍然要增大，而且当电流增到最大时，这种阻碍就消失了。那么这种阻碍作用的本质是什么呢？

组织学生讨论交流，最后达成一致：是电磁感应现象，因为感应电动势就是在磁通量变化时存在，而在磁通量不变时消失；而且感应电动势就有阻碍原磁通量变化的作用。

二、自感现象

1．线圈中电流发生变化，它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象；产生的感应电动势叫自感电动势。

师：请你假设出线圈的绕向，用自感电动势解释两个实验的现象

教师组织学生讨论、交流。例如实验一中线圈绕向如图所示，分析如下：

I增大B原增大B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相反，阻碍I增大；当I达到最大时，E自=0，阻碍消失。

实验二中线圈绕向如图所示，分析如下：

I减小B原减小B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相同，阻碍I减小切断电源后，I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小，所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。（或说成：当电源停止供电后，线圈作为感应电源对灯泡继续供电，造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，同时由E自的方向可知灯泡中流过电流的方向与原来相反。）

师：从刚才大家的分析中可知，不管线圈绕向如何，自感电动势的方向有如下特点：若原电流增大，自感电动势就与原电流方向相反，阻碍原电流增大；若原电流减小，自感电动势就与原电流方向相同，阻碍原电流减小，这与楞次定律是一致的。

2．自感现象满足楞次定律：导体中电流发生变化时，导体内的自感电动势阻碍电流的变化，电流增强时，自感电动势与原电流方向相反，电流减弱时，自感电动势与原电流方向相同

、