自感现象及其应用教学设计.doc

《自感现象及其应用》教学设计广州市花都区实验中学 物理科 陈丽华★新课标要求（一）知识与技能1．知道什么是自感现象2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题二）过程与方法1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点★教学重点1．自感现象2．自感系数★教学难点分析自感现象★教学方法1通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验★教学用具：自感现象示教板，CAI课件★教学过程（一）引入新课教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？学生：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生.教师：引起回路磁通量变化的原因有哪些？学生：磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等教师：这里有两个问题需要我们去思考：（1）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？（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的知识。

二）进行新课1、自感现象教师：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验［实验1］演示通电自感现象教师：出示示教板，画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）学生：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来教师：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明学生：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电源在哪里？电动势方向又如何？）师生共同活动：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间［实验2］演示断电自感教师：出示示教板，画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光然后断开电路，观察到什么现象？学生：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭教师：为什么A灯不立刻熄灭？学生：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电源在哪里？电动势方向又如何？）师生共同活动：当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。

L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大教师：用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图，如下图所示.（师生共同活动：总结上述两个实验得出结论）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自感现象中产生的电动势叫自感电动势教师：自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面请同学们课下查阅资料，举出自感现象在电工技术和电子技术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例2．自感系数教师：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题学生：阅读教材教师：自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式学生：自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比，与线圈的自感系数L成正比写成公式为E =L教师：电流的变化率是什么？学生：与磁通量的变化率相似，电流的变化率反映电流变化的快慢，其值等于电流的变化与所用时间的比值教师：什么叫自感系数呢？学生：自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量教师：线圈的自感系数与哪些因素有关？学生：线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数、是否带有铁芯等因素有关。

教师：实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多教师：自感系数的单位是什么？学生：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH） 1H=103 mH 1H=106μH3．磁场的能量教师：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论学生：分组讨论师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中教师指出：以上只能是一种推断，电磁场具有能量还需要进一步的实验验证教师：教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？学生：当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架四）实例探究☆自感现象的分析与判断【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光则 （ ）A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗解析：因R、L阻值很小，在电路甲中，线圈L与灯泡D串联，L中电流很小，断开S时自感电动势较小，自感作用使D与L中的电流值从S接通稳定后开始减小，D将逐渐变暗，而不是立即熄灭在电路乙中，L与D、R并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从开始的稳定值逐渐减小，所以断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将变得更亮，然后渐渐变暗正确选项为AD点评：S接通后电路稳定，比较L与D中电流大小，S断开后，因自感作用L、D、R构成回路有电流，判断D变暗还是变亮，关键是看S断开后从L流到D中的电流比D中原来（S未断开时）的电流是大还是小例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。

电键K原来是合上的，在K断开后，分析：（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？解析：灯泡的亮度由它的实际功率I2R即流过灯泡中的电流来决定因而必须从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流K断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立即消失，但L中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡，使小灯泡逐渐变暗到熄灭1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭点评：（1）若是理想线圈，即直流电阻为零①L与灯泡串联时，通过灯泡的电流与L中电流始终同步，因而不能突变②L与灯泡并联时，通过灯泡的电流与L中的电流在电路接通时不同步，即灯丝中电流突变到最大再渐渐变小到零，而L中电流从零逐渐增大到最大；断开电路时，L因自感而对灯丝供电，使灯丝中的电流从零突变到原来L中的电流值，再渐渐变为零2）当L与灯丝并联且L的电阻不为零时，接通电源时灯丝中电流突变为最大，再慢慢减小，而L中的电流由零开始逐渐增大到稳定；稳定后L和灯丝中都有电流，因而灯不会熄灭。

断开电源时：要讨论RL=R灯、RL＞R灯、RL

起初，开关处于闭合状态，电路是接通的现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的6．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭7．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是 （ ）A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数 8．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则 （ ）A．电键S闭合时，灯泡D1、Ｄ2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮B．电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C．电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭D．电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭参考答案：1．ACD 2．D 3．Wb T H 4．A 5．b、a、自感（或断电自感）6．C 7．BD 8．AC★课余作业1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的习题★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木学生素质的培养就成了镜中花，水中月★资料袋亨利亨利（Henry Joseph）1797年12月17日生于美国纽约州奥尔贝尼市1822。