2024-2025学年高中物理 第二章 楞次定律和自感现象 第2节 自感教学实录2 鲁科版选修3-2

2024-2025学年高中物理第二章楞次定律和自感现象第2节自感教学实录2鲁科版选修3-2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容为鲁科版选修3-2第二章第二节“自感”的相关知识，包括自感现象的原理、自感系数、自感电动势等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课在学生已掌握电磁感应基本原理的基础上，进一步探究自感现象，加深对电磁感应现象的理解。与课本相关内容为第一章“电磁感应”中的法拉第电磁感应定律、楞次定律等。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维能力和科学态度与责任。通过探究自感现象，学生能够运用科学方法分析问题，发展逻辑推理和实验设计能力。同时，培养学生对物理现象的好奇心和探究精神，以及对科学知识的敬畏态度和社会责任感。学情分析本节课针对的是高中二年级学生，他们已经具备了一定的物理基础，对电磁感应现象有一定的了解。在知识层面，学生能够掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，但对自感现象的理解可能较为薄弱。在能力方面，学生具备一定的观察能力和实验操作能力，但在分析复杂物理现象和进行逻辑推理时可能存在困难。

学生的素质方面，大部分学生能够积极参与课堂讨论，但部分学生可能对物理学科兴趣不高，缺乏主动探究的精神。在行为习惯上，学生在课堂上能够遵守纪律，但部分学生可能在课堂互动中表现出不积极的态度。

这些学情对课程学习的影响主要体现在以下几个方面：首先，由于学生对自感现象的理解不足，可能导致他们在学习过程中遇到困难，需要教师通过多种教学方法帮助学生深入理解。其次，学生的探究精神和实验能力需要通过设计合适的实验和问题引导来激发和提高。此外，教师应关注学生的个体差异，提供差异化的教学支持，以适应不同学生的学习需求。最后，教师需要培养学生的科学态度和责任感，鼓励他们积极参与物理学习，培养对科学的兴趣和好奇心。教学资源1.软硬件资源：电脑、投影仪、白板、电磁感应实验装置（线圈、铁芯、电流表、电源等）、数字多用表。

2.课程平台：鲁科版选修3-2教材配套电子资源平台。

3.信息化资源：在线实验视频、相关教学软件、电磁感应现象的动画演示。

4.教学手段：多媒体课件、实验演示、小组讨论、课堂提问。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对自感的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道电磁感应现象吗？有没有注意到生活中的一些现象与电磁感应有关？”

展示一些关于电磁感应在日常生活中的应用，如变压器、发电机等图片或视频片段，让学生初步感受电磁感应的魅力或特点。

简短介绍自感现象的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.自感基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解自感的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解自感的定义，包括其主要组成元素或结构，如线圈、铁芯等。

详细介绍自感的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解自感线圈的工作原理。

3.自感案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解自感的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的自感案例进行分析，如电子设备中的自感元件、自感在电路保护中的应用等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解自感的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用自感解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与自感相关的主题进行深入讨论，如自感在电路设计中的应用、自感元件的优化等。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对自感的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调自感的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括自感的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调自感在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用自感。

7.课后作业（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生的自主学习能力。

过程：

布置课后作业：让学生撰写一篇关于自感的短文或报告，要求结合实际生活中的例子，分析自感现象及其应用。

提醒学生注意作业的字数和格式要求，并设定提交截止日期。

教学过程设计结束。知识点梳理1.自感现象的定义

自感现象是指电路中的电流变化时，在其自身或其附近产生电动势的现象。自感电动势的方向总是阻碍引起它的电流变化。

2.自感系数

自感系数（L）是表示线圈自感能力的物理量。它等于线圈中电流变化1安培每秒时，在线圈中产生的自感电动势的伏特数。

3.自感电动势的计算

自感电动势的大小可以用以下公式计算：

\[E=-L\frac{dI}{dt}\]

其中，E是自感电动势，L是自感系数，\(\frac{dI}{dt}\)是电流变化率，负号表示自感电动势的方向。

4.自感线圈的能量

自感线圈储存的能量可以用以下公式计算：

\[U=\frac{1}{2}LI^2\]

其中，U是储存的能量，L是自感系数，I是电流。

5.自感线圈的特性

自感线圈具有以下特性：

-当电路中的电流增加时，自感电动势会阻碍电流的增加；

-当电路中的电流减少时，自感电动势会阻碍电流的减少；

-自感系数L与线圈的几何形状、线圈匝数、线圈材料的磁导率等因素有关。

6.自感线圈的等效电路

自感线圈可以用一个理想的自感元件和一个电阻串联的等效电路来表示。电阻R表示线圈的内阻，而自感元件L则表示线圈的自感。

7.自感线圈的应用

自感线圈在电子电路中有广泛的应用，包括：

-电流的调节和稳定；

-信号的选择和滤波；

-电路的保护和过流保护；

-传感器的制作；

-电磁兼容性（EMC）的改善。

8.自感线圈的实验研究

实验研究自感现象时，可以通过以下步骤进行：

-设计实验电路，包括电源、开关、电流表、自感线圈等；

-测量电流变化率；

-测量自感电动势；

-计算自感系数L；

-分析实验数据，验证自感现象的规律。课后作业1.实验题：

题目：测量一个自感线圈的电感值。

要求：设计实验步骤，使用自感线圈和电流表测量电流变化，计算自感电动势，进而求出自感系数L。

答案示例：

实验步骤：

（1）连接电路，包括电源、开关、电流表、自感线圈和电阻；

（2）闭合开关，记录电流表读数I1；

（3）断开开关，记录电流表读数I2；

（4）计算电流变化率\(\frac{dI}{dt}\)；

（5）根据公式\(E=-L\frac{dI}{dt}\)计算自感电动势E；

（6）根据公式L=\(\frac{E}{\frac{dI}{dt}}\)计算自感系数L。

2.应用题：

题目：一个自感线圈的自感系数为500μH，当通过线圈的电流以10A/s的速率变化时，求线圈中产生的自感电动势。

要求：计算自感电动势的大小。

答案示例：

根据公式\(E=-L\frac{dI}{dt}\)，代入L=500μH和\(\frac{dI}{dt}\)=10A/s，得到

\[E=-500\times10^{-6}\times10=-5\text{V}\]

所以线圈中产生的自感电动势为5V（负号表示方向）。

3.计算题：

题目：一个自感线圈储存的能量为0.01J，当通过线圈的电流为1A时，求线圈的自感系数L。

要求：计算自感系数L。

答案示例：

根据公式\(U=\frac{1}{2}LI^2\)，代入U=0.01J和I=1A，得到

\[0.01=\frac{1}{2}L\times1^2\]

\[L=\frac{0.01}{0.5}=0.02\text{H}\]

所以线圈的自感系数L为0.02H。

4.分析题：

题目：分析自感线圈在电路中的作用。

要求：列举自感线圈在电路中的作用，并简述其原理。

答案示例：

自感线圈在电路中的作用包括：

（1）电流的调节和稳定：自感线圈可以阻碍电流的变化，从而起到稳定电流的作用。

（2）信号的选择和滤波：自感线圈可以用来选择特定频率的信号，用于滤波电路。

（3）电路的保护和过流保护：自感线圈可以在电路中产生自感电动势，从而起到过流保护的作用。

原理：自感线圈中的电流变化会在其自身产生自感电动势，根据楞次定律，自感电动势的方向总是阻碍电流的变化。

5.综合题：

题目：设计一个简单的自感电路，并说明其工作原理。

要求：描述电路的组成、工作原理，并分析电路中可能发生的现象。

答案示例：

电路组成：电源、开关、自感线圈、电阻、电流表。

工作原理：当闭合开关时，电流通过自感线圈和电阻。由于电流的变化，自感线圈会产生自感电动势，阻碍电流的增加。当断开开关时，电流减小，自感线圈产生的自感电动势会阻碍电流的减小。

可能现象：在闭合开关的瞬间，电流表指针会有一个短暂的跳变，因为自感电动势阻碍了电流的立即增加。在断开开关的瞬间，电流表指针同样会有一个短暂的跳变，因为自感电动势阻碍了电流的立即减小。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的表现总体积极，能够认真听讲，积极回答问题。大部分学生能够理解自感现象的基本概念和原理，但部分学生在分析复杂问题时表现出一定的困难。课堂参与度较高，学生对于自感线圈在实际电路中的应用表现出浓厚的兴趣。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节中，学生能够围绕自感线圈的应用展开讨论，提出了一些有创意的想法。在展示讨论成果时，学生能够清晰、有条理地表达自己的观点，但部分小组在时间管理和讨论深度上还有待提高。

3.随堂测试：

随堂测试结果显示，学生对自感现象的基本概念和原理掌握较好，但对自感线圈在电路中的应用和计算题的解决能力有待加强。测试中，部分学生未能正确应用自感电动势的计算公式，需要进一步巩固基础知识。

4.学生反馈：

学生对本节课的教学内容表示满意，认为通过实验和案例分析，对自感现象有了更深入的理解。同时，学生提出了一些改进建议，如增加实验操作的演示，以及提供更多与实际生活相关的案例。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，教师对学生的积极参与表示肯定，并对表现不佳的学生给予个别指导。对于小组讨论成果展示，教师鼓励学生发挥团队协作精神，提高讨论的深度和广度。在随堂测试方面，教师将针对学生的薄弱环节进行针对性辅导，如通过课后练习和辅导课来加强基础知识的学习。教师评价与反馈将关注学生的个体差异，提供个性化的教学支持，确保每个学生都能在物理学习中取得进步。板书设计①自感现象的定义

-自感现象：电路中的电流变化时，在其自身或其附近产生电动势的现象。

-自感电动势：阻碍引起它的电流变化的电动势。

②自感系数

-自感系数（L）：表示线圈自感能力的物理量。

-公式：\(E=-L\frac{dI}{dt}\)

③自感电动势的计算

-公式：\(E=-L\frac{dI}{dt}\)

-变化率：\(\frac{dI}{dt}\)表示电流变化率

④自感线圈的能量

-公式：\(U=\frac{1}{2}LI^2\)

-能量：储存的能量

⑤自感线圈的特性

-阻碍电流变化：电流增加时阻碍增加，电流减少时阻碍减少。

-自感系数：与线圈几何形状、线圈匝数、线圈材料的磁导率等因素有关。

⑥自感线圈的应用

-电流调节和稳定

-信号选择和滤波

-电路保护和过流保护

-传感器制作

-电磁兼容性（EMC）改善

⑦实验研究自感现象

-设计实验电路

-测量电流变化率

-测量自感电动势

-计算自感系数L

-分析实验数据反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验与理论相结合：在讲解自感现象时，我尝试将实验操作与理论讲解相结合，让学生通过亲自动手实验来加深对自感现象的理解。这种教学方式不仅提高了学生的动手能力，也增强了他们对物理知识的兴趣。

2.案例分析强化应用：我选取了与生活紧密相关的案例来分析自感现象，如变压器、电子设备中的自感元件等，这样可以帮助学生更好地理解自感在实际应用中的重要性。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学深度不足：在讲解自感电动势的计算时，我发现部分学生对公式理解和应用存在困难，说明我在教学深度的把握上还有待加强。

2.学生参与度不均衡：在小组讨论环节，我发现部分学生参与度较高，而有些学生则相对被动，这可能是因为我对学生的分组和讨论引导还不够细致。

3.评价方式单一：目前的评价方式主要依靠随堂测试，缺乏对学生实际操作能力和创新思维的评估，需要考虑更全面的评价体系。

反思改进措施（三）

1.优化教学方法：针对