資源簡介

2.4 互感和自感 ---教學(xué)評大單元分課時教學(xué)設(shè)計
課 題 人教版(2019)高中物理·選擇性必修·第二冊 第二章 第4節(jié) 互感和自感
課 型 新授課 復(fù)習(xí)課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學(xué)內(nèi)容分析 課標(biāo)要求：通過實驗，了解自感現(xiàn)象，能舉例說明自感現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。 教材分析：教材在之前已經(jīng)介紹了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律，即學(xué)生從產(chǎn)生條件、定性分析和定量計算等角度對電磁感應(yīng)問題有了基本的認(rèn)識，也學(xué)習(xí)了感生和動生兩種基本的電磁感應(yīng)模型。 本節(jié)課提出了電磁感應(yīng)的新的問題，該內(nèi)容既是對電磁感應(yīng)規(guī)律的鞏固和深化，也為以后學(xué)習(xí)漸變電流、電磁波奠定了知識基礎(chǔ)，因此本節(jié)課起著承上啟下的關(guān)鍵作用，也為學(xué)生形成完整的電磁感應(yīng)物理觀念奠定了基礎(chǔ)。
學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了分析電路的動態(tài)變化情況，知道了判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件、判斷感應(yīng)電流的方向，以及感應(yīng)電動勢的大小的計算等電磁感應(yīng)的規(guī)律等電磁感應(yīng)的基本知識和分析電磁感應(yīng)問題的基本方法，對于互感現(xiàn)象也有了初步的感性認(rèn)識。但是學(xué)生頭腦中沒有互感這個概念，也沒有意識到當(dāng)線圈通過變化的電流時，線圈本身也會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)中對自感現(xiàn)象的解釋以及分析相關(guān)的自感現(xiàn)象的特點是學(xué)生遇到的最大挑戰(zhàn)。
核心素養(yǎng) 物理觀念∶知道互感與自感現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，并且知道互感和自感都是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 科學(xué)思維∶利用電磁感應(yīng)有關(guān)規(guī)律分析通電、斷電時自感現(xiàn)象的原因。 科學(xué)探究：通過對實驗的觀察討論和體驗，解釋實驗中發(fā)生的物理現(xiàn)象。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶認(rèn)識互感和自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種現(xiàn)象，體驗特殊現(xiàn)象的普遍性。
教學(xué)準(zhǔn)備 多媒體課件。
活動設(shè)計
教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 評價任務(wù)
環(huán)節(jié)一：新課導(dǎo)入 動一：視頻導(dǎo)入
兩個線圈A、B之間并沒有導(dǎo)線相連，線圈A與手機(jī)的音頻輸出端連接，線圈B與擴(kuò)音器的輸入端連接。把線圈A插入線圈B時就能在擴(kuò)音器上聽見由手機(jī)輸出的聲音，這是為什么 播放視頻并引導(dǎo)學(xué)生觀察視頻。 觀察視頻，提出問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 評價學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
環(huán)節(jié)二：新課教學(xué) 活動一：互感現(xiàn)象
1、互感的定義？ 兩個電路之間并沒有直接相連，但當(dāng)一個電路中的電流發(fā)生變化時，他所產(chǎn)生的磁場也發(fā)生變化，會是另一個電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象就叫做互感現(xiàn)象。 互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做互感電動勢。 2、互感的應(yīng)用有哪些？ 變壓器、收音機(jī)、無線充電等。 多媒體展示問題。要求學(xué)生閱讀教材總結(jié)問題答案。做出必要的補(bǔ)充及評價。 閱讀教材互感部分內(nèi)容，回答相關(guān)問題。 評價學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及歸納總結(jié)能力。
活動二：自感現(xiàn)象
（1）自感現(xiàn)象的定義？ 當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢。這種現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢。 （2）觀察兩個燈泡的發(fā)光現(xiàn)象，為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,結(jié)合所學(xué)知識分析這種現(xiàn)象？ 演示實驗1：觀察開關(guān)閉合時燈泡的亮度 圖中A1和A2是兩個完全相同的小燈泡，R1和R是兩個滑動變阻器用來調(diào)節(jié)電流。閉合開關(guān)之后，先調(diào)節(jié)R使兩個小燈泡一樣亮，再調(diào)節(jié)干路中的，R1使兩個燈都正常發(fā)光。然后斷開開關(guān)S，當(dāng)再閉合S時可以看到兩個燈泡點亮的情況是不一樣的？ 演示實驗2：觀察開關(guān)斷開時燈泡的亮度 把小燈泡和一個電感并聯(lián)后，連入電路線閉合開關(guān)，使小燈泡正常發(fā)光。然后再斷開電路觀察燈泡亮度變化。 ①應(yīng)用 日光燈的鎮(zhèn)流器，就是利用這個原理來產(chǎn)生啟動時所需要的高電壓的。 再比如在無線電技術(shù)中，電感和電容組成振蕩電路，用來發(fā)射無線電波。 ②危害 更多的時候，這么大自感電動勢會造成很大的危害。像大型電動機(jī)中的繞線組，大型變壓器的線圈等原件。他們的自感系數(shù)非常大，在切斷電路的瞬間會產(chǎn)生很高的自感電動勢，使開關(guān)附近的空氣被電離擊穿形成電弧。電弧會把開關(guān)燒壞，甚至引起火災(zāi)。 ③防止 油浸開關(guān)：把開關(guān)放在絕緣性良好的油中防止空氣被擊穿。 雙線繞法：電阻絲通常采用這樣的雙線繞法。當(dāng)電流流過電阻絲時，兩股電阻絲中的電流所產(chǎn)生的磁場相互抵消，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 PPT展示出問題，演示實驗，要求學(xué)生描述實驗現(xiàn)象，分析交流實驗現(xiàn)象，作出簡單的點評及補(bǔ)充。 觀察實驗現(xiàn)象，表達(dá)出現(xiàn)象，交流討論分析這種現(xiàn)象的原因。 評價學(xué)生的交流討論能力以及學(xué)生的表達(dá)能力。
活動三：自感系數(shù)
什么是自感系數(shù)？ 在自感現(xiàn)象中穿過電感線圈的磁通量Φ，跟電感線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B又是跟產(chǎn)生磁場的電流I成正比。即 所以有 同時除以一個Δt 這不就是法拉第電磁感應(yīng)定律里的那個式子嗎。所以自感電動勢 在個式子中L是比例系數(shù)，稱為自感系數(shù)，它是描述電感線圈對其中電流的阻礙作用的物理量，單位是亨利用H表示。自感系數(shù)越大，電流變化時產(chǎn)生的自感電動勢就越大，意味著線圈阻礙電流的本領(lǐng)也越大。 （2）那么決定一個線圈的自感系數(shù)的因素有哪些呢？ 多媒體PPT展示問題。 學(xué)生閱讀教材回答相關(guān)問題。 評價學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況
活動四：磁場的能量
（1）如圖所示實驗中，開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光還能維持一小段時間，有時甚至?xí)乳_關(guān)斷開之前更亮。這時燈泡的能量是從哪里來的 上面的通電自感實驗中，當(dāng)閉合開關(guān)后，這個小燈泡并不會馬上發(fā)光，其實是因為電能中的一部分儲存在了電感線圈中。 斷開開關(guān)后，又是因為電感線圈中儲存的能量被釋放出來啦，使得燈泡并不是馬上熄滅，還會再亮一會兒。發(fā)現(xiàn)沒線圈中有電流時就有磁場就能儲存能量，物理上把這種儲存于磁場中的能量稱為磁場能或者磁能。 當(dāng)開關(guān)閉合時，當(dāng)線圈剛剛接通電源的時候，自感電動勢阻礙線圈中電流的增加；當(dāng)電源斷開的時候，自感電動勢又阻礙線圈中電流的減小。 顯然電感線圈中儲存的磁場能大小與線圈的自感系數(shù)和線圈中的電流有關(guān)。 巡視學(xué)生自學(xué)情況，作出補(bǔ)充及評價。 學(xué)生閱讀教材回答相關(guān)問題。 評價學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
環(huán)節(jié)三：課堂練習(xí) 環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)
學(xué)到了什么？ 解釋引入時的實驗想象？ 引導(dǎo)學(xué)生小結(jié) 總結(jié)本節(jié)課得失
環(huán)節(jié)五：作業(yè)設(shè)計
課后習(xí)題1、2、3題
主板書設(shè)計
1.互感現(xiàn)象 2.自感現(xiàn)象 斷電前線圈與燈泡串聯(lián)，則感應(yīng)電流與原來電流同向。斷電前線圈與燈泡并聯(lián)，則感應(yīng)電流與原來電流反向。 3.自感系數(shù)L：來描述電感線圈對其中電流的阻礙作用。 4.磁場的能量∶ 儲存在磁場中的能量 ①通電自感∶電能中的一部分儲存在電感線圈中。 ②斷電自感∶電感線圈中儲存的能量被釋放出來。
教學(xué)反思

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