資源簡介

教學設計
課程基本信息
課題 互感與自感
教學目標
物理觀念： 1.會分析通電、斷電自感現象的成因，會利用自感現象和互感現象解釋相關問題。 2.知道自感系數，初步了解磁場能量。 科學思維： 1.能將日常生活中有關互感和自感的事例抽象為物理模型，培養學生的模型構建能力。 2.通過對兩個自感實驗的觀察、設計與分析，培養學生的科學推理與科學論證能力。 科學探究： 通過情境展開探究式學習，培養學生善于發現問題并進行實驗探究的能力。 科學態度與責任： 1.通過對問題的思考，激發學生的探究熱情，培養正確的科學態度。 2.通過了解自感的應用與防護，體會物理知識與技術的融合，樹立STSE 意識。
教學內容
教學重點： 自感現象產生的原因和對自感現象的解釋。
教學難點： 對自感電動勢概念及其對電流變化進行阻礙作用的理解。
教學過程
今天這節課，我們繼續深入研究生活中兩個常見的電磁感應現象：互感和自感。 我們先一起來看一個實驗： 一、互感現象 【演示實驗1】這是兩個大小不同的線圈A和B，兩個線圈A、B之間并沒有導線相連。現在讓線圈A與手機的音頻輸出端（耳機）連接，線圈B與擴音器的輸入端（話筒線）連接。先打開手機播放音樂，將A線圈靠近B線圈，請同學們觀察實驗現象。 提問：兩個線圈并沒有直接相連，擴音器中為什么會有聲音傳出呢？我們先不急著回答這個問題。我們再來看個實驗。 【演示實驗2】將交流電與一個線圈相連，將小燈泡與另一個線圈相連，將兩個線圈靠近。請同學們觀察實驗現象。 兩線圈并沒有直接相連，燈泡為什么會發光呢？ 解釋：這是因為A線圈中通以變化的電流，變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場通過B線圈，使B線圈中的磁通量發生改變，從而在B線圈中產生了感應電流。若是將電流信號轉化為聲音信號，擴音器中就有聲音傳出。像這種由于一個線圈中電流變化時，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象。 互感現象：當一個線圈中電流變化時，在另一個線圈中產生感應電動勢的現象。 互感電動勢：互感現象中產生的感應電動勢，稱為互感電動勢。 互感在生活中有很多應用： 互感的應用：例如變壓器、手機無線充電器、收音機里的磁性天線。 當然互感也有危害。實際上互感現象不僅發生于繞在同一鐵芯的兩個線圈之間，也可以發生在任何兩個相互靠近的電路之間。生產生活中互感有時會影響電路的正常工作，這時要設法減小互感。 自感現象 提問：A線圈中變化的電流在B線圈中可以產生感應電流，在A線圈中是否也會產生感應電流呢？ 【演示實驗3】將兩節干電池與學生及線圈連成如圖所示回路。觀察通電與斷電瞬間學生反應。 提問：為什么斷開電源的瞬間，同學們反而會被電一下呢？ 我們將學生換成小燈泡，請同學們觀看實驗現象。 【演示實驗4】斷電自感實驗。 提問：燈泡為什么會閃亮一下再熄滅？線圈在電路中相當于什么部件？線圈在電路中起到什么作用？我們結合下面的問題來解釋現象。 1．開關閉合時，線圈中電流的方向（右視）及磁場的方向（左or右）怎樣？ 2．開關斷開時，線圈中磁場方向（左or右）及感應電流的方向（右視）怎樣？ 3．感應電流的方向與與原來通過它的電流方向是否一致？ 4．感應電流的作用是使線圈中電流減小的更快些還是更慢些？ 自感現象：由于線圈自身的電流發生變化而在它本身激發出感應電動勢的現象。 自感電動勢：自感現象中產生的感應電動勢，稱為自感電動勢。 提問：開關斷開的瞬間會有自感現象，在開關閉合的瞬間是否也會有自感現象呢？如圖8所示連接電路，開關閉合時會出現什么現象呢？我們可以結合下面的問題幫助同學們思考。 1．開關閉合時，線圈中電流的方向（右視）及磁場的方向（左or右）？ 2．線圈中磁通量的變化及感應電流的方向（右視）？ 3．原電流方向與感應電流方向的關系？ 4．線圈中產生的感應電流的作用是使線圈L中的電流增大的更快些還是更慢些？ 由此我們推斷燈泡A應該慢慢變亮。為了使實驗現象更明顯，我們并聯燈泡B。 【演示實驗5】通電自感 實驗現象：燈泡A慢慢變亮。 提問：在這個過程中，兩燈泡中的電流隨時間如何變化呢我們可以通過電流傳感器，獲取燈泡電流隨時間變化的圖像。 先將A支部單獨與電源相連，研究電流的變化情況。 再將B支部單獨與電源相連，研究電流的變化情況。 將A、B并聯接到電路中，研究電流的變化情況。 自感的應用：家里燃氣灶中的點火器就是用自感工作的，還有電源線上的磁環也是利用自感原理來防止漏電、靜電中產生的沖擊電流。 自感的危害：當然自感也有危害，我們來看這個現象。播放斷電燒蝕開關視頻。在大型的機器中若有線圈，在斷電時就會產生電火花，電火花不僅會燒蝕開關，有時還會造成人員傷害，這時要采用特制的開關，比如油浸開關。還有在制作標準電阻時為了防止自感可以用雙線繞法，使兩繞組中的電流方向相反，產生的磁場相互抵消，從來有效防止自感。 今天我們主要學習了互感和自感現象以及他們在生活中的應用，今天的課到此結束。同學們再見。

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