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§4.6《互感和自感》教学设计
§4.6《互感和自感》教学设计

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§4。6《互感和自感》教学设计
安徽省太和中学 潘正海
【课程分析】
“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，是在学生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，是电磁感应现象具体运用的两个实例。因此，对互感、自感现象的研究，既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。同时互感、自感现象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。
本节课为了让学生经历必要的认知过程，尝试利用“延迟判断"的探究教学策略，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程，主要的特色体现在以下几个方面：
1． 对于“互感"的教学，采用“电磁炉"实验从能量角度引出互感及其应用，充分激发学生探索规律的积极性.
2． 对于互感和自感的教学,着眼于让学生先猜测,再观察，验证猜测的正确性，然后再展开充分的讨论，攻克重难点。学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程.
【学情分析】
学生已经学习了分析电路结构，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律,学生由于以前的被动学习，不好主动发言，形成了听、记的习惯,对自主、合作、探究的满堂学教学模式没有完全适应，需要老师耐心引导！量体裁衣似地设计导向性信息，激发他们探究的欲望。
【学习目标】
1、了解互感和自感现象
2、能够利用电磁感应有关规律分析通电、断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、了解互感和自感的应用和防止。
【教学流程】
一、认真观察,体验物理实验的魅力
（一）游戏导入,唤起欲望
【课件展示】如图所示，让两位同学手拉手“串联”,与“魔盒”并联在电路中,请两位同学上台来共同完成这个游戏,并向同学们说说你的感受。

（设计意图）学生的好奇心都很强，喜欢新鲜的东西，该游戏现象明显，两名同学会被6伏特的电压电击，出乎学生的预料，能够充分调动学生的好奇心，并对魔盒产生了浓厚的兴趣,这也刺激了他的求知欲望,有利于课堂教学的有效展开。
（二）物理源于生活
【课件展示】1、如图所示,将一个与线圈连接的灯泡放到正在工作的电磁炉上，请同学们猜想一下：小灯泡会亮吗?

【课件展示】播放视频，让学生观看!
2、如图所示，为电磁炉的内部结构。当接通电源时，线圈中有了电流。
连接小灯泡的小线圈并没有和电磁炉的大线圈相连，小灯泡为什么会亮呢？
请同学们根据所学的电磁感应相关知识，认真思考，并阅读课本22页第一部分内容,了解什么是互感现象，完成后积极发言,并谈谈你对互感的认识。
请在别的同学发言时，认真听取,理解他的发言内容，辨别其正误,并做好补充、评价的准备。后发言的同学不要重复前面同学的发言,可以对前面同学的发言内容做补充和完善。
(设计意图）生活与物理密切相关，利用生活中的实例进行课堂教学，让学生体会这种密切关系，感受生活中的物理。
【课件展示】根据学生的回答，展示出要点内容:
1、互感：当一个线圈中电流变化时，它所产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.在互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
2、实质：互感现象是一种常见的电磁感应现象
3、应用：利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
举例：
①变压器就是利用互感现象制成的。
②收音机里的“磁性天线”利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈。
4、危害：互感现象能发生于任何相互靠近的电路之间，电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作。
【问题】当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场能够在邻近的电路中激发出感应电动势，那么这个变化的磁场能否在它本身也激发出感应电动势呢?
这就是我们接下来要探究的问题！！
二、深入探究，认识规律
（一）观察实验,自主探究
【课件展示】如右图所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，如果断开开关S,重新接通电路,请同学们先猜想：小灯泡的亮度还一样吗？
现在我闭合开关，请同学们注意观察现象，并验证你的猜想是否正确，根据观察到的现象，认真思考下列问题,并能从中得出什么结论？
问题1：电源接通时，通过线圈的电流怎么变化？通过线圈L的磁通量如何变化？线圈中会产生感应电动势吗？
问题2：根据楞次定律，这个感应电动势在电路中有利于电流的增大还是有阻碍了电流的增大？从哪里可以看出？
问题3:此时感应电动势的方向与原电流方向有何关系?
问题4：最终两个灯泡的亮度相同吗？这个感应电动势的阻碍作用能够阻止电流的增大吗？从哪里可以看出?
交流时，请在别人发言时，认真听取，理解他发言的内容，辨别其正误，并做好补充、评价的准备。后发言的同学，不要重复谈过的见解，可谈不同见解或进行充实和完善。
（设计意图)从猜想、观察实验现象入手，引导学生利用所学知识去探究、发现现象中所蕴含的规律，并掌握规律，学会去解释实验现象的产生原因，让学生体会到学有所用，提高自己分析、解决问题的能力。这是本节的重点之一，老师要做必要的强调和总结。
【课件展示】根据学生的回答，展示出要点内容，老师再做必要的强调：
1、自感：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身也激发出感应电动势，这种现象叫做自感。
2自感电动势：由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。
(1）方向：当电流增加时，与原电流方向相反
（2）作用:阻碍了原电流的增大
注：“阻碍"并非“阻止”，它只是延缓了电流变化的进程，最终电流仍然达到最大值，A2最终会正常发光,和A1一样亮.
（二）自主探究,授业解惑,突破难点
【课件展示】如图所示连接电路，先闭合开关使灯泡A发光，如果断开开关。请同学们先请猜想:灯泡A会立即熄灭吗？
现在我断开开关,请同学们认真观察实验现象，并验证你的猜想是否正确，根据观察到的现象，认真思考下列问题，并能从中得出什么结论？
1。电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些?这种作用能够阻止电流的变化吗？
2.产生感应电动势的线圈可以看做一个电源,它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？
3.开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？
4.开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为此对线圈的电阻有什么要求?在什么条件下小灯泡才会闪亮一下再熄灭?
先独立思考,再小组讨论，完成后选出代表发言。交流时,请在别人发言时，认真听取，理解他发言的内容,辨别其正误，并做好补充、评价的准备。后发言的同学，不要重复谈过的见解，可谈不同见解或进行充实和完善。
设计意图）这是本节的难点,但实验现象非常明显，利用层层递进的问题链,降低了难度，让学生先观察，再讨论、总结，符合学生的认知特点，在思维碰撞的过程中，认识新知识，老师重点讲解的时机已经成熟，给学生做最后的总结，让学生由感性认识上升到理性认识。
【课件展示】
1、自感电动势的作用
自感电动势总是阻碍电流的变化,即延缓电流的变化过程。（增反减同)
（1)当线圈电流增大时,阻碍电流增大，此时自感电动势方向与原电流方向相反,起到“反抗”作用；
(2)当线圈电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同,起到“补偿”作用。
注：①“阻碍”并非“阻止”,增大的最终还是要增大，减小的最终还是要减小，自感电动势只是延缓了电流的变化过程！体现了它“赖皮”的特性.
②线圈不允许通过它的电流发生突变，有点像力学中物体的“惯性”
2、当线圈电阻RL过的见解,可谈不同见解，也可以进行补充和完善。
（设计意图）为了更进一步了解自感现象，认识自感现象中的能量问题！根据能量守恒不难找出答案.这里只做了解，不做过高的要求。
在断电自感中
（1）S断开前：
（2)S断开后：线圈的磁场能 电能 延迟灯泡的熄灭
（四）自主阅读，了解新知
请同学们认真阅读教材24页的内容，了解自感电动势的大小决定因素和自感系数的影响因素，以及自感现象的防止,然后由同学举手发言，谈谈以下问题：
1、自感电动势的大小由哪些因素决定？

2、自感系数L与哪些因素有关?
实验表明：线圈越大、越粗、匝数越多，自感系数越大。带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
3、自感系数L的单位是什么？
亨利,简称亨，符号是 H。
常用单位：毫亨（m H）微亨(μH）
4、自感现象的防止
（设计意图）对于简单的知识点，让学生自行阅读并回答问题，可以提高学生的阅读能力。
三、知识迁移，提高能力
(一）这是我们在本节课一开始做的游戏，现在你知道魔盒里装的是什么吗？你知道那两位同学为什么被电击吗？
请结合本节课学习的知识，认真思考，可以同桌交流，然后举手发言，谈谈你的看法。
（设计意图）这个活动呼应了本节课开头的游戏，培养学生的迁移运用能力.在这之前老师要时不时地露露脸,客串一下，现在老师可以退居幕后静静地欣赏学生的“表演”了。
（二）如图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，使触头C（连接工作电路）立即离开;而是过一段短时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。
(1）当开关断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段短时间?
（2）如果线圈B不闭合，是否会还会有延时效果？为什么？
请同学们仔细观察它的结构，认真思考，可以同桌讨论，完成后选出代表发言。
请在别的同学发言时,认真听取,理解他发言的内容，辨别其正误，并做好补充、评价、完善的准备。
(设计意图）用实例去巩固新学知识,可以增加学习的兴趣，让学生体会到学习知识的乐趣.在快乐中掌握知识。
（三)课后作业:
1、课本25页练习题1、2、3.
2、发现和了解生活中的互感和自感现象。