首页 > 名人诗词 > 正文

《互感和自感》教学设计

经典古诗词|诗歌大全来源: http://shicimingju.cn/shige/ 2020-11-06 02:51名人诗词 354 ℃

如是我闻-木兰陂


《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< br>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

增大B

方向向左(根据楞次定律)自感电动势E< br>自
方向如图
I方向相反,阻碍I增大;当I达到最大时,E

=0,阻 碍消失。

实验二中线圈绕向如图所示,分析如下:


E





I减小B

减小B

方向向左(根据楞次定律)自感电动势E

方向如图E
自< br>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

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







板图:


师进一步阐明“阻碍”的含义:阻碍的是“变化”,阻碍不是阻止;自感电动势只是减
慢了原电流的变化 速度,原电流最终还是要完成增大或减小的变化;当变化完成后,自感电
动势也就消失了。

师:自感电动势的大小当然也满足法拉第电磁感应定律,请自学教材,了解自感电动势
大小 的决定因素。

3.自感满足法拉第定律
(1)电动势的大小

(2)L叫自感系数,由线圈本身(匝数、长度、粗细、匝密度、有无铁芯等)决定。(教师
可以用实物 解释以上各因素的含义)


师:自学课文最后一段,了解自感现象中的能量转化情况。
学生自学2分钟

师 :自感现象在生活中非常常见,有些是有益的,有些是有害的,下面我们亲自体会一
下断电时自感电动势 的存在。

四节电池串联组成电池组;取一个400匝的线圈,将两段导线的一端分别连接在线 圈的
两端,另一端分别连接两个表笔,学生双手紧握两支表笔的金属杆分别接触电池组的两极,
在将表笔从电池组的两极拿开时体验断电自感电动势的电击感。(本着自愿的原则做实验,
教师可以身先 士卒地示范一遍,但表情要自然以免给学生造成压力,同时也可以降低学生的
戒备,“吓”他一跳,学生 印象深刻,还可以激发学生的好奇心与参与的欲望,活跃课堂气
氛。、
(三)、自感现象的应用——日光灯的原理

日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各 有一个灯丝,灯管内充有微量的氩
和稀薄的天然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿 而导电时,灯管
两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内< br>的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光,根据不同的需要充以不同的气体,并在管的
内壁上涂上 不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。


日光灯的电路图如下图所示:



其中:启动器的作用 是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉
光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸 长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管
中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖 气停止放电,U形触片冷却收缩,电路
断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两 端的电压一起加在灯管的
两端,使水银蒸汽开始放电导通,使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一 个电容,它
的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁,没有电容器,启动器也能正常工作,日光< br>灯启动后,启动器就不需要了。
镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自 感现象,产生瞬时高压,在
日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。
四.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。

【课堂练习】
1、关于自感现象,正确的说法是:
A、感应电流一定和原电流方向相反;
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大;
C、对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈中产生的自感电动势也越大;
D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。
解:D。
2、如图所示,两个电 阻的阻值都是R,多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S
原来断开,此时电路中的电流为I0 =ε2R。现将S闭合,于是线圈产生自感电动势,此自感
电动势的作用是:
A、使电路的电流减小,最后由I0将小到0;
B、有阻碍电流增大的作用,最后电流小于I0;
C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变;
D、有阻碍电流增大的作用,但电流还是增大,最后等于I0。
解:D。

3、如图所示的电路中,L是一带铁芯的线圈,R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间,两电流表的读数I1、I2的大小关系是:
A、接通时I1I2; B、接通时I1 C、接通时I1>I2,断开时I1 解:B。





【课堂小结】
1.什么叫互感与自感;
2.自感现象满足楞次定律和法拉第定律。

【板书设计】
4.6互感和自感
1、 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。
2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫自感现象。
3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
(1)自感电动势的作用:阻碍导体中原来的电流变化。
(2)自感电动势大小:
4、自感系数L:与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关
5、磁场具有能量
6、日光灯的工作原理

【作业布置】:
课本后思考与练习题:2,3

【教学反思】:学生能从现象和楞次定律来理解自感和互感,上课例题的正确率也很高,但在
电流大小和方向的变化上还需加强。特别是在灯是否闪亮一下上存在很多问题,例如说自感
系数 很大的线圈,我们能等效的看成一个电阻非常大的电阻,这样来解释现象学生会更容易
懂一些。它在电路 断开时有可能使和它并联的灯泡闪亮一下。

张炜-汉朝历史简介


许昌士人张孝基-今大道既隐


衣食住行网-接二连三


日出江花红胜火全诗-描写老师的句子


暗主-799


龙天-皇甫松


余杭四月-2785


二月春风似剪刀的上一句-月满西楼李清照


Tags: 自感  

热门标签