互感自感教学设计

互感自感重点与难点：1．教学重点：互感现象，自感现象和自感系数。2．教学难点：分析自感现象产生的原因和特点。三、教学目标1．知识与技能（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、通电时自感现象的原因。（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决定因素。（4）会运用互感和自感的原理应用和防止。2．过程与方法（1）通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理过程，具备观察、分析和推理能力。（2）通过分析电路结构和实验探究，体会比较研究这一物理学常用的重要方法。3．情感与价值观（1）认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，体验特殊现象的普遍性。（2）领悟科学家对科学执着和对名利的淡漠的科学献身精神。四、教学准备自感现象演示仪、五、教学过程导入新课方法：复习导入师（提问）:产生感应电流的条件是什么？1．互感现象[概念辨析]两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。[疑难解析]互感是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生在绕在同一个铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。互感现象的应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示：互感现象的应用：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，这时要设法减小电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。2、自感现象[概念辨析]当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在临近的电路中激发出感应电动势，同样在它本身激发出感应电动势。我们来一起做个实验，请大家仔细观察实验，试着用你学过的知识来解释你看到的实验现象。一、通电自感演示实验：通电自感；实验电路图如图所示。接通电路调节活动变阻器使亮灯亮度相同，然后闭合开关后。请同学们仔细观察开关再闭合后，亮灯的发亮情况。现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。原因：由于线圈Ｌ自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。二、断电自感Ⅰ、通过实验演示，提出思考问题。演示实验1：断电自感现象。实验电路如图所示。接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？(引导学生分析得出：灯泡的亮度由其实际功率决定。灯泡闪亮一下，表明在开关断开这一瞬间，通过灯泡的电流比原来大。)问2：在开关断开这一瞬间，增大的电流是从哪里来的？(学生一时回答不了，再用实验启发。)演示实验2：将与灯泡并联的线圈取掉，再演示上述实验，这时灯泡不再闪亮。引导学生分析得出：在开关断开这一瞬间，增大的电流是线圈产生的。问3：线圈本身并不是电源，它又是如何提供电流的呢？Ⅱ、分析实验现象，建立科学概念。(1)讨论：组织学生讨论。出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。①引导学生将这里的线圈与楞次定律磁铁插入线圈中产生感应电流的实验中的线圈加以对比。在后者实验中，线圈本身也不是电源，但在磁铁插入或拔出线圈的过程中，由于线圈中的磁通量发生了变化，故线圈中产生了感应电动势，从而使电路中产生了感应电流。②问：这个实验中，在线圈中也发生了电磁感应。那么是什么原因引起在线圈中发生电磁感应的呢？③引导学生进一步分析：问1：开关接通时，线圈中有没有电流？(有电流。)问2：有电流通过线圈时，在线圈中会不会产生磁场？根据是什么？(在线圈中会产生磁场。根据电流的磁效应。)问3：既然在线圈中产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗？(没有磁通量了。)问4：那么，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗？如何变化？(变了。从有到无。)问5：穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象？(会发生电磁感应现象，线圈会产生感应电动势。)(2)讨论小结：开关接通后，线圈中存在稳定的电流，线圈内部铁芯存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大；在开关断开瞬间，线圈中的电流迅速减小到0，穿过线圈的磁通量也迅速减小到0，使线圈产生感应电动势，这时线圈就相当于一个电源。由于开关断开很快，故穿过线圈的磁通量变化很快，就产生了感应电动势，阻碍电流减小，并给灯泡供电。三、建立概念：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为自感。自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。结论1:自感电动势的作用——（通电自感）“阻碍”原电流的增加，但最终没有“阻止”其增加结论2：自感电动势的作用——（断电自感）“阻碍”原电流的减少，但最终没有“阻止”其减少3.自感系数1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2、自感系数L(简称自感或电感)（1）决定线圈自感系数的因素（2）自感系数的单位小结一、互感现象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。互感现象的应用二、自感现象1、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。2、①通电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的增大②断电自感产生的感应电动势阻碍自身电流的减小三、自感系数