《互感和自感》教学设计
一、教学目标 (一)知识与技能
1、知道互感现象和自感现象。
2、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
小的影响因素。
3、知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4、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
1、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。
2、通过实验,激发学生学习物理的兴趣。 (三)情感态度与价值观
自感现象是一种特殊的电磁感应想先,让学生通过实验和学习,了解物理与生活之间紧密的联系,更加热爱物理,热爱生活。
二、教学重点 : 1.自感现象。 2.自感系数。三、教学难点: 分析自感现象的产生。
四、教学方法 : 通过演示实验,引导学生,分析实验、观察现象。五、教学过程 (一)引入新课
复习回顾: 1.产生感应电流、感应电动势的条件是什么?2.描述冷次定律的内容。3.判断感应电流方向的步骤。4.法拉第电磁感应定律表 达式。
为本节课新内容的知识做准备。
演示实验: 1.改造仪器,通过电磁感应使未接入电路的灯泡发光。详细介绍仪器结构,通过结构介绍引导学生思考分析现象。引入互感定 义。2.金属圆环跳起实验,进一步调动学生好奇心与学习积极性。 (二)进行新课
1. 互感: 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。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。 (强调电电流变化和电路结构)
作用: 将能量从一个线圈传递到另一个线圈。生活中的应用: 学生举例,变压器……
互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈,且可以发生与任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中,互感现象有时 候会影响电路的正常工作,这是要设法减校电路的互感。
2. 自感
猜想: 在原线圈中也会生磁通量变化,是否也会产生电动势呢? 学生体验触电实验: 三节干电池,与线圈相连,学生手拉手用手 握住导线,相当于与电池并联。当与电池断开时,学生很明显的感觉到了触电。(在实验前,必须向学生解释清楚电路结构,画出电路图,方 便学生根据现象进行分析)
引导学生进行分析。当电池断开时,两位同学和线圈构成的回路没有了电源却感受到了强烈的触电,说明线圈中在断电的瞬间感应出来了 电流。这种现象叫做自感。
3. 通电自感断电自感
学生阅读课本 22 页演示实验。教师做好演示实验准备。
演示实验 1(通电自感) : 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,再调节 R1,使两灯正常发光,然后断
开开关 S.重新闭合 S,观察到什么现象?
现象: 灯泡 A2 立刻正常发光, 灯泡 A1 逐渐亮起来。
分析:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈 L 的磁通量逐渐增
加,L 中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍 L 中电流增
加,即推迟了电流达到正常值的时间。
课堂例题:
例 1.实验一中,当电键闭合后,通过灯泡 A1 的电流随时间变化的图
像为
图;通过灯泡 A2 的电流随时间变化的图像为 图。(C A)
演示实验 2(断电自感): 接通电路,待灯泡 A 正常发光.然后断开
电路,观察到什么现象?
现象: S 断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭。学生小组讨论分析原因。
分析: 在电路断开的瞬间,通过线圈 L 的电流突然减弱,穿过线圈的磁通量也就很快减少,因而在线圈 L 中产生与原电流方向相同的感应
电动势。虽然这时电源已经断开,但线圈 L 和灯泡 A 组成了闭合电路,在这个电路中有感应
电流通过,所以灯泡不会立即熄灭。
电流分析:
问题: 在断电自感中,灯泡会闪亮一下,是否开关断开后一定会
闪亮呢?
如果 RLiA,会闪一下,再逐渐熄灭; 如果 RL≥RA,则iL≤iA,不会闪,逐渐熄灭。i i
i L i L
课堂例题:
例 2.在实验二中,若线圈 L 的电阻 RL 与灯泡 A 的电阻 RA 相等,则电 键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图,通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图;(答案:A ; C)
若 RL 远小于 RA,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像
为 图,通过灯泡的电流图像为 图。(答案:B ; D)
学生利用 PAD 作答,统计正确率,了解学生掌握情况。
4. 自感系数
自感电动势的大小:与电流的变化率成正比。
E=L
∆ I ∆t
L:自感系数——简称自感或电感。
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。
单位:亨利,简称:亨,符号: H。 常用单位:毫亨(m H) 微亨(μH)
5. 磁场的能量
问题: 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?
开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开
关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成电能。
6. 小结
对本节课知识重点再次回顾。
7. 作业
导学案对点检测,知者加速选作。