2022年人教版高中物理选修32第四章电磁感应《第6节互感和自感》教案

1、互感和自感教学设计岳阳市十五中 何小河一、教学设计思路“ 自感和互感”是人教版选修3-2 第 4 章电磁感应 第 6 节的内容, 两者是电磁感应现象的两个重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象；本节课为了让同学经受必要的认知过程,尝试利用探究教学策略,适当改进演示试验,变陈述性问题为设计性问题,让同学积极参加物理规律的发觉和推理过程,主要的特色表达在以下几个方面：1对于“ 互感” 的教学,采纳小试验“ 无线输电” 引出互感的概念,再让同学摸索并动手做 “ 无线传递音乐”这个试验, 明白互感能传递能量和信息,充分激发同学探究规律的积极性；2对于“ 自感” 的教学,把演示试验改进为设计

2、探究型试验；采纳“ 积木式” 的结构,在教学过程中随着问题的绽开,逐步“ 装备” 其试验装置,让同学在质疑、推测和不断探究中明白试验中发生的物理过程；二、学情分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在同学学习了产生感应电流的条件、 楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的,是电磁感应现象详细运用的两个实例；因此,对互感、自感现象的争论,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习沟通电、电磁波奠定了学问基础；同时,互感、自感现象学问与人们日常生活、生产技术有着亲密的关系,因此,学习该部分学问有着重要的现实意义；同学已经学习了分析电路结构,知道了判定产生电磁感应的条件、判定感

3、应电流的方向,以及感应电动势的大小的运算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但头脑中没有互感这个概念, 也没有意识到当线圈通过变化的电流时,线圈本身也会产生电磁感应现象；学习中对自感现象的说明以及分析相关的自感现象的特点是同学遇到的最大挑战；同学已经具备肯定的探究、合作学习的才能,已经把握了肯定的科学方法和试验技能；重点与难点：1教学重点： 自感现象；2教学难点： 分析自感现象产生的缘由和特点；三、教学目标1学问与技能（1）知道互感和自感现象；（2）能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的缘由；（3）能说出自感电动势大小的影响因素、自感系数的单位及其打算因素；（4）会运用互感

4、和自感的原理应用和防止；2过程与方法（1）通过对试验的观看争论和体验,说明试验中发生的物理过程,具备观看、分析和 推理才能；（2）通过分析电路结构和试验探究,体会比较争论这一物理学常用的重要方法；3情感与价值观（1）熟悉互感和自感是电磁感应现象的两种现象,体验特别现象的普遍性；（2）领会科学家对科学执着和对名利的淡漠的科学献身精神；四、教学预备 自制无线输电器材、线圈如干、小灯泡、手机、音箱、自感现象演示仪以及同学电源、自制音频导线等；五、教学过程 1. 互感现象 试验引入： 无线输电将一有铁芯的线圈通入沟通电,将另一个与小灯泡连接的自制线圈套在铁芯上,发觉灯泡发光了；提出问题： 两个线圈没有

5、直接用导线相连,为什么小灯泡会亮？引导同学利用所学学问分析试验现象,提出互感概念, 指出互感是一种电磁感应现象；一、互感 1、当一个线圈中电流变化时,在另一个线圈中产生感应电 动势的现象,叫互感现象 2、互感现象中产生的感应电动势,称为互感电动势；同学体验试验：无线传递音乐 提出问题： 不直接用导线与手机连接,能否利用互感学问让音箱响起手机中悦耳的歌曲 呢？你觉得仍需要什么器材？怎么做？（让同学参加本试验的设计和操作）列举变压器、 磁性天线等生活实例让同学感觉到互感现象在生活中随处可见,通过互感实现了能量和信息的传递；3、互感现象能传递能量和信息2. 自感现象为了让试验电路的结构及试验中所发生

6、的物理过程清晰地展现,从互感中拆除一个线圈后的原始电路讲起,先理论分析通电时是否存在电磁感应,再设计试验电路进行验证,然后通过激发同学的认知冲突,争论并改进试验电路,并利用所学的学问说明试验现象,从而引出自感的概念,断电自感的教学也用类似方法；（1）通电自感提出猜想问：互感现象中有一个共同的特点是A 线圈中电流的变化引起B线圈中产生电磁感应现象,那么,假如拿掉其中一个线圈,另一个线圈自身仍会显现电磁感应现象吗？引导同学利用所学的学问得出：磁通量变化电磁感应现象发生；设计电路自身电流变化线圈自身内部磁场变化线圈自身内部能否用试验的方法来验证呢？我们该如何设计试验电路让我们能观看到这个线圈的电 磁

7、感应现象呢？挑选什么测量器材更便于我们观测？引导同学依据上述的问题得出需要接入一个更直观反映电流变化的器件 小灯泡,根 据它的亮度变化来反映电流的变化；激发思维要让电流变化不难,比如将开关闭合 （便利且变化明显）,你认为通电瞬时可能观看到什么试验现象？小灯泡的亮度如何变化？是瞬时变亮仍是逐步变亮呢？你做出这种推测的 依据是什么？启示同学利用楞次定律去分析,引发思维冲突；改进电路 从试验中看到推迟现象了吗？为什么？大家分析一下,谈谈自己的看法； 线圈中究竟有 我们肉 没有电磁感应现象？当我们信任理论分析应当没问题时,那是不是推迟的时间太短,眼观看不出来呢？应当怎么办呢？你觉得应当通过什么方法来改

8、进试验？利用生活中赛跑的实例引导同学用比较法改进试验电路；再次进行试验并说明现象利用楞次定律分析,强调线圈此时相当于一个电源,正是线圈的这种阻碍作用,推迟 A灯变亮的时间；得出概念指出自感也是一种电磁感应现象；二、自感1、由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫自感现象2、自感现象中产生的感应电动势,称为自感电动势；（2）断电自感推测现象问：线圈中电流增大时,会产生自感电动势,那么线圈中电流减小时,又会怎么样呢？我想答案是确定的,是否也能用试验的方法得到证明呢？要达到电流减小的目的,只需要断开开关,此时从电路结构上看,A、B 两灯组成一个回路,当电流减小时,假如线圈会产生自感电动势,

9、 依据楞次定律势必将阻碍电流的减小,你能推测一下断电瞬时可能观看到的实 验现象吗？两灯是一起瞬时熄灭仍是一起推迟熄灭呢？引导同学利用楞次定律去分析,为再次引发思维冲突做预备；改进电路 我们没有观看到预期的试验现象,小灯泡熄灭真的没有显现推迟吗？是不是我们观看的 方法有缺陷,如何改进试验电路让我们能观看到更明显的试验现象？引导同学分析电路结构,综合考虑（构成回路又安全）想到将A 灯移到导线回路,与线圈一起并联在电源两端的改进试验电路；说明现象 A灯显现了“ 闪亮” 说明什么？既然与开关已经断开,为什么通过 A 灯的电流能比原先 仍要亮呢？究竟谁在起作用呢？线圈相当于一个电源,阻碍电流的减小,起到

10、让 A灯推迟熄灭的作用；闪亮恰好说明延迟；哪位同学能说明这一现象的缘由？引导同学利用楞次定律分析,强调线圈此时相当于一个电源,正是线圈中产生的这种阻碍作用,推迟A 灯熄灭的时间；引出新知 既然与电源已经断绝关系,但我们仍是能够看到灯泡显现闪亮,推迟熄灭, 那么这个能 量从哪里来呢？引导能量很可能储存于磁场中（磁场能） ,开关断开时, 线圈中的电流从有 到无, 其中的磁场也是从有到无,此时线圈充当电源,阻碍电流削减,把磁场中的能量转化 成电能；（3）自感电动势及自感系数 规律总结通过试验和分析,发觉线圈中电流发生变化时,线圈会产生自感电动势,那么自感电动势在电路中究竟起到了什么作用？引导同学体会

11、当原电流增加时,自感电动势起到“ 抵抗” 作用；当原电流削减时,自感 电动势起到“ 补偿” 作用,总结得到自感电动势的作用是阻碍原电流的变化；启示同学“ 线 圈不答应通过它的电流发生突变” ,这一点有点像力学中物体的“ 惯性” ；并强调“ 阻碍”不是“ 阻挡” ,增加的最终仍是得增加,削减的最终仍是要削减,自感电动势延缓了电流变 化的时间,表达了它“ 赖皮” 的特性；3、自感电动势总是阻碍原电流的变化；理论探究 自感电动势的大小与什么因素有关呢？引导同学运用法拉第电磁感应定律,对于给定的线圈回路（面积不变） ,磁通量的变化是由于磁场变化引起的,而磁场变化又是由于电流变化而变化,得到；4、ELI

12、单位：亨利tL：自感系数自主学习 自感系数大小的物理意义、打算因素、单位及科学家亨利的介绍；（4）用传感器争论自感现象启示同学知道通过灯泡亮度的变化定性地来争论自感现象,但是不能精确地反映这一短暂过程中的电流大小如何变化、电流的方向有没有变化,通过借助传感器可以精确直观地反映电流大小和方向变化的规律；同学活动：在通电自感电路中,假设在 t0 时刻闭合开关 S,请在同一坐标中画出线圈和灯泡中的i-t 图像在断电自感电路中,假设在 t0 时刻断开开关 S,请在同一坐标中画出线圈和灯泡中的i-t 图像展现台展现同学所画 i-t 图像,特别是断电自感中灯泡的闪亮如何在 i-t 图像中的表现问题；（5）自感的应用和防止生活中关于自感的应用和防止；应用：煤气灶的电子点火器,日光灯中的镇流器防止：油浸开关,绕线电阻的双线绕法3课堂小结学习了电磁感应现象的两个实例 互感和自感,知道什么是互感, 通过互感实现能量与信息的传递； 知道什么是自感, 明确自感电动势的作用和大小由自感系数和电流变化快慢共同打算； 但不管互感、 自感都是由于变化的磁场所引起的电磁感应现象,都可以结合电路结构和利用楞次定律去分析说明；六、问题与练习课本问题与练习第 1 题：延时继