自感现象及其应用教学设计-人教课标版(优秀教案).doc

(完整版)自感现象及其应用教学设计 人教课标版(优秀教案)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)知识与技能知道什么是自感现象。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。知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。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.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。教学重点自感现象。自感系数.教学难点分析自感现象。教学方法通过演示实验,引导学生观察现象、分析实验教学用具:自感现象示教板,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:（）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？(）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、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。实验演示通电自感现象。教师：出示示教板,画出电路图(如图所示）,、是规格完全一样的灯泡.闭合电键,调节变阻器，使、亮度相同，再调节，使两灯正常发光，然后断开开关。重新闭合，观察到什么现象?（实验反复几次）学生：跟变阻器串联的灯泡立刻正常发光，跟线圈串联的灯泡逐渐亮起来。教师：为什么比亮得晚一些？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，穿过线圈的磁通量逐渐增加，中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。实验演示断电自感。教师：出示示教板，画出电路图（如图所示)接通电路,待灯泡正常发光。然后断开电路，观察到什么现象?学生：断开时，灯突然闪亮一下才熄灭。教师:为什么灯不立刻熄灭?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：当断开时，中的电流突然减弱，穿过的磁通量逐渐减少，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.相当于一个电源，此时与构成闭合回路,故中还有一段持续电流.灯闪亮一下,说明流过的电流比原电流大.教师:用多媒体课件在屏幕上打出-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。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，与线圈的自感系数成正比。写成公式为教师：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，更小的单位有毫亨(）、微亨（）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】如图所示，电路甲、乙中，电阻和自感线圈的电阻值都很小，接通,使电路达到稳定，灯泡发光.则 （ ）在电路甲中,断开，将逐渐变暗在电路甲中，断开，将先变得更亮，然后渐渐变暗在电路乙中,断开，将渐渐变暗在电路乙中，断开，将变得更亮,然后渐渐变暗解析：因、阻值很小,在电路甲中,线圈与灯泡串联，中电流很小，断开时自感电动势较小，自感作用使与中的电流值从接通稳定后开始减小,将逐渐变暗，而不是立即熄灭.在电路乙中,与、并联，稳定时中电流比中电流大，断开的瞬间，中电流从开始的稳定值逐渐减小，所以断开瞬间，通过灯泡的电流变大,将变得更亮,然后渐渐变暗.正确选项为点评:接通后电路稳定,比较与中电流大小，断开后,因自感作用、构成回路有电流，判断变暗还是变亮，关键是看断开后从流到中的电流比中原来(未断开时）的电流是大还是小。【例】如图所示,自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键原来是合上的,在断开后，分析：(）若，灯泡的亮度怎样变化？（)若,灯泡的亮度怎样变化？解析：灯泡的亮度由它的实际功率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。断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立即消失，但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。（）因,即，所以小灯泡在断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。（)因，即,小灯泡在断开后电流从原来的突变到（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。点评：（）若是理想线圈，即直流电阻为零。与灯泡串联时，通过灯泡的电流与中电流始终同步，因而不能突变。与灯泡并联时，通过灯泡的电流与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，而中电流从零逐渐增大到最大；断开电路时,因自感而对灯丝供电，使灯丝中的电流从零突变到原来中的电流值，再渐渐变为零.（)当与灯丝并联且的电阻不为零时，接通电源时灯丝中电流突变为最大，再慢慢减小，而中的电流由零开始逐渐增大到稳定;稳定后和灯丝中都有电流,因而灯不会熄灭。断开电源时：要讨论灯、灯、灯时,电流变化情况。巩固练习下列关于自感现象的说法中,正确的是 （ ）自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大关于线圈的自感系数,下面说法正确的是 （ ）线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大线圈中电流等于零时,自感系数也等于零线圈中电流变化越快,自感系数越大线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定磁通量的单位是,磁感强度的单位是，自感系数的单位是。如图所示，为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 （ )小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭小灯立即亮,小灯立即熄灭小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭如图所示是一演示实验的电路图.图中是一带铁芯的线圈，是一灯泡.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.如图所示的电路中，灯泡、的规格完全相同,自感线圈的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）当接通电路时，先亮，后亮，最后比亮当接通电路时，和始终一样亮当断开电路时,和都过一会儿熄灭当断开电路时,立即熄灭，过一会儿熄灭如图所示电路中，、是两只相同的电流表,电感线圈的直流电阻与电阻阻值相等。下面判断正确的是 （ )开关接通的瞬间，电流表的读数大于的读数开关接通的瞬间，电流表的读数小于的读数开关接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表的读数大于的读数开关接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表数等于的读数 如图所示，是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计，和是两个相同的灯泡，若将电键闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键,则 （ )电键闭合时，灯泡、同时亮,然后会变暗直到不亮，更亮电键闭合时，灯泡很亮,逐渐变亮，最后一样亮电键断开时，灯泡随之熄灭，而会亮一下后才熄灭电键断开时，灯泡随之熄灭，而会更亮后一下才熄灭参考答案： 、自感（或断电自感) 课余作业、认真阅读教材。、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（ ）年月日生于美国纽约州奥尔贝尼市。年毕业于奥尔贝尼学院，年被聘为奥尔贝尼学院物理学教授。年任美国科学院第一任院长。年，亨利改进电磁铁,他用绝缘导线密绕在铁芯上，制成了能提起近一吨重物的强电磁铁；同年，亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时，发现了电流的自感现象；断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花；年，他在发表的论文中宣布发现了自感现象；年月，亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果，他用个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小.他还发现了变压器工作的基本定律。年月，亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象,这比法拉第发现电磁感应现象早一年.但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁，没有及时发表这一实验成果，失去了发明权,亨利的电磁铁为电报机的发明做出了贡献，实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用亨利发明的继电器.日光灯、日光灯的主要组成(如图）（）日光灯管。灯管内两端各有一个灯丝，内部充有微量的氩和稀薄气体.两灯丝间气体导电时发出紫外线，使管壁上的荧光粉发出可见光。启动时，要激发气体导电所需的电压比 高得多.正常发光时灯管内只允许通过不大的电流，这时要求加在灯管上的电压低于电源电压。（)镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大（)启动器是一个充有氖气的小玻璃泡,里面装有两个电极，一个是静触片,一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的形动触片.通常不接触，受热时，接触.、启动器在电路中的作用当接通电键时，电源电压加在启动器的两电极之间，使启动器的氖管放电。放电使形动触片受热膨胀与静触片接触，从而将电路自动接通，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过.电路接通后，形动触片遇冷收缩，要与静触片分离,自动切断电路.这以后启动器使命就已完成.、镇流器在电路中作用启动阶段，当启动器的动触片与静触片接触时，镇流器的线圈中有了电流。当动触片与静触片分离时，电路突然中断，流过镇流器的电流急剧减少，线圈中会产生很大的自感电动势，电动势的方向与原电流方向相同。设这时端为电源正极，端为电源负极，则镇流器中产生的自感电动势端相当于正极,端相当于负极，如图所示，加在灯管两端上的电压相当于两同向串联电源的电压即电源自感，使灯管点燃。日光灯点燃后,镇流器线圈中不断有变化的电流通过，因此同样产生自感电动势。对交流电来说它相当于一个电阻,与灯管组成串联电路，分担了一部分电压.因此说镇流器有分压限流作用。、日光灯的启动日光灯启动可分为三个阶段：.灯丝预热。灯管两端加高压点亮灯。 .正常发光。第一阶段：电键闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热。第二阶段：启动器的动触片与静触片分离时，使镇流器线圈中电流减小,产生很大的自感电动势，与电源电压相串联加在灯管两端点亮灯管。第三阶段：灯管点亮后，镇流器与灯管组成串联电路,镇流器起分压限流作用，使灯管正常发光.要点提示：日光灯工作时是靠紫外线激发荧光粉而发光，只有镇流器中有少量内能产生(电感的电阻很小），大部分电能都转化为光能。启动器并联在灯管两端而镇流器与灯管串联启动器在电路中起自动开关作用镇流器在日光灯的启动和工作过程中，都起着重要的作用,即启动时，产生瞬时高压，正常工作时起降压限流作用学习是一件增长知识的工作，在茫茫的学海中，或许我们困苦过,在艰难的竞争中,或许我们疲劳过，在失败的阴影中，或许我们失望过。但我们发现自己的知识在慢慢的增长，从哑哑学语的婴儿到无所不能的青年时，这种奇妙而巨大的变化怎能不让我们感到骄傲而自豪呢？当我们在学习中遇到困难而艰难的战胜时，当我们在漫长的奋斗后成功时,那种无与伦比的感受又有谁能表达出来呢？因此学习更是一件愉快的事情，只要我们用另一种心态去体会，就会发现有学习的日子真好! 如果你热爱读书，那你就会从书籍中得到灵魂的慰藉;从书中找到生活的榜样；从书中找到自己生活的乐趣；并从中不断地发现自己，提升自己,从而超越自己. 明天会更好，相信自己没错的! 我们一定要说积极向上的话.只要持续使用非常积极的话语，就能积累起相关的重要信息，于是在不经意之间，我们就已经行动起来，并且逐渐把说过的话变成现实.