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6 互感和自感 集体备课大赛

伍艳
娄底市第一中学(高中部)
高中
物理
选修3-2
人教版
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    教学准备

    学情分析

    互感和自感是电磁感应现象的特例,学生理解互感容易,但是自感较难。“互感电动势”和“自感电动势”的重要性在于他们具有实际的应用价值。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规律的进一步巩固与深化。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感应现象,是后面变压器学习的基础。课堂应把重心降落在对自感的教学上,教学的难点是对自感有关规律的认识。


    教学工具

    在互感教学中由于互感的教学要求不高,因此只作简单的说明.自感电动势是一个抽象的概念,其产生的原因学生较容易接受,但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定却是教学的一个难点。搞好本节教学关键是做好通电自感和断电自感实验这两个实验。在教学中,要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律.为突出物理教学的新课程理念,突出物理的探究性,本教学设计分别从实验探究及理论探究入手,先观察实验现象(通电实验),分析讨论现象产生的原因.再引导学生运用已学过的电磁感应有的关规律对(断电实验)进行理论探究,对可能产生的实验现象作出预测,然后再用实验加以验证——这种设计既有利于提高他们分析问题的能力,又有助于对产生自感原因的理解能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。


    教学设计

    教学目标

    1.知识与技能

    1)知道自感现象。

    2)能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因。

    3)会运用互感和自感的原理应用和防止。

    2.过程与方法

    1)通过对实验的观察讨论和体验,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理能力。

    2)通过分析电路结构和实验探究,体会比较研究这一物理学常用的重要方法。

    3.情感与价值观

    认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象,体验特殊现象的普遍性。


    教学重难点

    教学重点:

    (1)互感和自感现象的理解

    (2)自感系数的理解。

    教学难点:(1)分析自感现象产生的原因和特点

    (2)自感电动势方向的判断


    教学方法

    § 4.6互感和自感

    一、互感现象

    当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势

    二、自感现象

    导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象

    原电流增加,感应电动势阻碍原电流的增加

    原电流减小,感应电动势阻碍原电流的减小

    自感电动势方向:总是阻碍原电流的变化





    教学过程

    实验导入:演示两个相互靠近的线圈之间的电磁感应现象,重走法拉第的发现之路。

    引入新课:经历前辈科学家发现电磁感应现象的过程,运用已经学过的知识来解释看到的现象。

    播放法拉第电磁感应现象的视频,加深学生的印象 

    【演示】 两个线圈共用同一个铁芯(选用可拆分变压器做演示实验),一个线圈与直流电源、开关串联,另一个线圈与电流表串联(如图)。当闭合或断开开关时,电流表中都有电流通过,请学生运用学过的知识解释这种现象产生的原因。

     

    现象:当开关闭合或断开的瞬间,电流表有示数。

    结论:两个线圈之间并没有导线相连,当一个线圈中的电流发生变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫做互感。

    在互感过程中产生的感应电动势叫互感电动势。

    互感现象可以使能量从一个线圈传递到另一个线圈,尽管两个线圈之间没有导线相连。

    交流与讨论:互感现象在电工技术和电子技术中有着广泛的应用,但也有危害,可以观察街头变压器的构造,请学生课后搜集相关的资料,为后面变压器的学习作好铺垫。


    【演示】 将线圈、两节干电池和开关用导线串联(如下图),请同学用双手接触线圈两端裸露的接线柱,提问学生当电路稳定时有什么现象(感觉)?断开开关的瞬间又有什么现象(感觉)?

     

    现象:当电路稳定时,人接触线圈两端没有什么感觉;而当开关断开的瞬间,人会有触电的感觉。

     

    【演示】 位同学手拉手参与上述实验,观察当电路稳定时,有什么现象(感觉)?而当开关断开瞬间,又有什么现象(感觉)发生?

    现象:当电路稳定时,参与实验的同学接触线圈两端没有什么感觉;而当开关断开的瞬间,位同学会同时跳起来,同时有触电的感觉。

    教师画出电路图?请一个学生猜测上述现象是由什么原因引起的?(人体接入电路的电路如下图)


     


    问题引导:当线圈自身电流发生变化的时候,能否使其自身产生电磁感应现象呢?

    让学生猜想会还是不会

    利用希沃白板让学生上去填空

    由于导体本身的电流变化,而在导体自身产生的电磁感应现象,叫做自感。

    自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。

    由电磁感应现象产生的条件可以断定,在通电和断电瞬间,线圈中都会发生自感现象。而刚才在引入实验中人体触电的感觉,应该也是一种自感现象的表现。

    交流与讨论:

    自感中的这个是什么意思?(自身电流的变化在自己线圈产生感应电流)

    过渡:当电路中电流增大,自感电动势的作用是什么?当电路中电流减小,自感电动势的作用又是什么?自感电动势的方向如何?它们可以总结出怎样的规律?下面我们来研究这些问题。


    先讲解教材上的实验,指出我们这个实验用二极管替代

    【演示】 电源、开关、小灯泡和二极管和线圈用导线连成如图所示电路,即用灯泡代替刚才人的位置,提示学生由刚才的感受猜测开关闭合瞬间灯泡会发生什么现象,然后再进行实验,观察现象。

     

    观察与描述:学生观察实验,描述实验现象,由其他学生补充和修正。

    为对比两发光二极管的亮度,滑动变阻器接入电路的电阻有何要求?

    学生:电阻应该相同

    1、开关闭合后,线圈提供的感应电流方向怎样?

    向左

     

    2、感应电动势使线圈L中的电流增加得更快些还是更慢些?

    更慢些

    3、自感电动势对原电流什么影响?

    阻碍原电流的增加

     学生自己总结,用希沃白板投影学生的总结

    总结:自感:导体本身电流发生变化而在本身激发出感应电动势的现象。

    由于自感而产生的电动势叫自感电动势

     

     

     

     

    1、开关断开后,线圈感应电流方向怎样?

    向右

     

    2、感应电动势使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些?

    更慢些

    3、自感电动势对原电流什么影响?

    阻碍原电流的减小

    4、分析该实验用二极管的优点


    引导学生小结本节课的学习活动及结论。 可以分组讨论,进行抢答赛,用希沃白板记时。   

    原电流增加,感应电动势阻碍原电流的增加

    原电流减小,感应电动势阻碍原电流的减小

    自感电动势方向:总是阻碍原电流的变化

     

    “阻碍”不是“阻止”,电流原来怎么变化还是怎么变,只是变化变慢了,即对电流的变化起延迟作用


    自感的定义:导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象

    自感电动势的方向:总是阻碍原电流的变化

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