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1、自感和互感的教学设计一、教材分析 自感和互感现象是在学生学习了电磁感应现象、楞次定律和法拉第电磁感应定律后编排的，是电磁感应的一个特例，显然，对自感现象的研究，既是对电磁感应知识的巩固、应用、深化与提高，又为以后学习交流电、电磁波等知识奠定了基础。此外，自感和互感现象的知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系，因此，学习该部分知识有着重要的现实意义。但在自感和互感教学中，由于自感和互感的教学要求不高（有关其应用，在变压器中会有讨论），只要求知道自感和互感现象的产生，以及自感和互感现在在电工技术和电子技术中有广泛的应用。因此该部分知识只做简单的说明，是学生对此有点兴趣，了解并能解释一些简单的现
2、象就可以了。二、教学目标分析结合新课标的要求和教材的内容，本节课主要是通过现象引导学生建立概念，并能够对现象进行分析、解释，因此，本节课的教学目标制定如下：1知识与技能1）知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。2）知道自感电动势的大小由什么因素决定，并理解自感电动势的作用，能解释相关现象。3）知道自感系数的单位、决定因素。4）能够通过电磁感应知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题2.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、分析和推理能力。 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。3.情感态度与价值观 自感是电磁感应现象的特例，使学生
3、初步形成特殊现象中有它的普适规律，而普遍使用规律中又包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。三、教学重点和难点教学重点：1.引导学生运用所学知识分析自感电动势产生的原因特点 2自感电动势的作用教学难点：自感现象产生的原因分析四、学生分析学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念而已，也没有意识到当通过线圈变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象是学生遇到的最大挑战。五、教学方法通过演示实验，提出问题
4、，引导学生思考引入新课，进而以“验为基础，过程为主线，变式为手段，思维为中心”的教学模式进行新课讲授，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。六、教学用具自感演示仪一套，导线若干；七、教学过程（一）导入新课问题1：是谁发现了磁生电的现象呢？如何发现的呢？问题2：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？问题3：如何解释呢？（二）新课讲授1.互感现象1）定义：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。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。2）使用方法：绕在同一铁芯上的两个线圈之间 任何两个相互靠
5、近的电路之间3）利用互感现象可以能量由一个线圈传递到另一个线圈，主要应用在变压器上注意：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，那么就需要设法减小电路间的互感。思考：在法拉第的实验中，在有电源的（A）线圈中的电流变化时，另一个（B）线圈会产生感应电流，是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化，但我们发现，A线圈在电建闭合瞬间磁通量也发生了变化，根据这个情况，你还能想到什么？演示实验1：如下图此实验中：A1、A2 使用规格完全一样的灯泡，先闭合开关S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光。然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？ 注意观察：在开关再次闭合的过
6、程中两个灯泡的发光情况现象：灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来思考1：为什么会出现这样的现象呢？解释：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。2.自感现象1）定义：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。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。2）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化“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，即符合楞次定律，可以用楞次定律解释演示实验2：如下图接通电路，待灯泡
7、A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。思考2：为什么会出现这样的现象呢？解释：开关断开后，流过线圈的电流减小，电流产生的磁场也随之变弱，穿过线圈的磁通量减小，线圈中将产生自感电流。由楞次定律可以判断出自感电流的方向与原电流方向一致。线圈和灯泡构成一个回路，故灯泡逐渐熄灭，直到电能消耗完。结论：自感电流方向与原电流的方向关系：（增反减同）即，当原电流增大时，自感电流与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电流与原电流方向相同 3）应用：日光灯的镇流器，电动机等大功率用电器的开关等思考与讨论：P23电流变化率、磁通量的变化率、自感电动势之间的关系：同一线
8、圈中：电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快，线圈中产生的自感电动势就大；电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢，线圈中产生的自感电动势就小. 不同线圈中：电流变化快慢一样,自感电动势不同 （自感系数）3.自感系数1）定义：自感电动势的大小跟线圈中电流变化的快慢有关，即跟线圈中电流强度的变化率成正比，其比例系数就叫自感系数，用L表示。2）公式：3）影响自感系数大小的因素：线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关4）单位：亨利，简称亨，符号：H，常用还有毫亨mH，微亨H5）物理意义：反应了线圈自身的性质4.磁场的能量思考3：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
9、原来更亮？试从能量的角度加以讨论。解释：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。思考4：线圈如何体现电的“惯性”？解释：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 思考5：电的“惯性”大小与哪些因素有关？解释：电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数 （三）随堂练习1.右图中，电阻R的电阻值和电感L的自感系数都很大，但L的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间， 比 先亮，最后 比 亮 。 2.如图所示的电路中，S1和S2是两
10、个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是A. 接通时S1先达最亮，断开时S1后灭B. 接通时S2先达最亮，断开时S2后灭C. 接通时S1先达最亮，断开时S2后灭D. 接通时S2先达最亮，断开时S1后灭（四）课堂小结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（五）布置作业P25课后问题与练习2、36
