互感與自感實驗教學設(shè)計

1、互感和自感教學設(shè)計教學設(shè)計思路：本節(jié)課的重點是對自感現(xiàn)象的分析和認識，一開始上課演示小燈泡發(fā)光的實驗的目的是復(fù)習感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和引入互感，實驗中把原來法拉第線圈副線圈里的電流表換成小燈泡，增加了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的直觀性。對自感的教學，主要采用問題引導(dǎo)，啟發(fā)教學，讓學生自己用電磁感應(yīng)規(guī)律和楞次定律對通電自感和斷電自感進行分析，理解由于自感電動勢的存在，通電和斷電的時候線圈中的電流分別是慢慢增加和慢慢減小的。斷電自感現(xiàn)象中，小燈泡的電流會反向，小燈泡閃亮一下在熄滅是學生不容易理解的地方。教學中采用層層遞進的方法，先讓學生知道，斷電后，小燈泡沒有立即熄滅，這時候的電流來源于線圈，線圈相當于一個電源。

2、根據(jù)楞次定律可以判斷出斷電后，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（電流）的方向與原來電流的方向相同，這個電流通過小燈泡與小燈泡原來的電流方向相反。由于線圈中的電流通過了小燈泡，而線圈中原來的電流大于小燈泡的電流，所以小燈泡會閃亮一下再熄滅。教學目標：（一）知識與技能1.知道什么是互感和自感現(xiàn)象2.知道自感現(xiàn)象的利與弊以及對它們的利用與防止。3.會運用電磁感應(yīng)規(guī)律分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因。（二）過程與方法1.通過對兩個自感實驗的觀察與討論，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析推論能力。2.通過自感現(xiàn)象的利弊的學習，培養(yǎng)學生客觀全面認識問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例，使學生初步形成特殊現(xiàn)象

3、中有它的普遍規(guī)律，而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點。實驗器材：演示變壓器，開關(guān)，小燈泡，導(dǎo)線，自感現(xiàn)象演示教板。 教學內(nèi)容：【演示實驗一】如圖1所示，兩節(jié)干電池分別連接開關(guān)和變壓器的紅線圈（0,2線柱），從變壓器紅線圈的兩個接線柱（0,2）引出兩根導(dǎo)線，讓四位學生上講臺，手拉手連在一起，邊上的兩位同學抓住從變壓器的線圈引出來的兩根導(dǎo)線的線頭。先閉合開關(guān)，問同學會不會有感覺？然后再斷開開關(guān)。（學生會把手中的導(dǎo)線扔掉，甚至會跳起來和尖叫）圖1引入新課：兩節(jié)電池為什么能夠產(chǎn)生高壓，把同學電到？要了解其中的奧秘，帶我們學習今天的課題互感與自感。復(fù)習提問：法拉第最初發(fā)現(xiàn)的感應(yīng)線圈如圖2所示，

4、軟鐵環(huán)上繞有A、B兩個線圈，兩個線圈沒有導(dǎo)線相連。法拉第發(fā)現(xiàn)在什么情況下線圈B中什么時候會有感應(yīng)電流產(chǎn)生？ 圖2【演示實驗二】如圖3所示，小燈泡與變壓器的一個線圈（綠線圈0與4接線柱）連接，直流電源接在另外一個線圈上（紅線圈0與2接線柱）連接，兩個線圈沒有連通。圖3現(xiàn)象：在閉合或斷開開關(guān)的瞬間，小燈泡會閃亮一下；若開關(guān)保持閉合，小燈泡不亮；開關(guān)快速連續(xù)的閉合斷開，小燈泡會持續(xù)發(fā)光。思考1：小燈泡發(fā)光的電流是怎么產(chǎn)生的？解釋：開關(guān)閉合或斷開，電流的變化引起回形鐵芯磁通量的變化，在另一個回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，小燈泡發(fā)光。這中現(xiàn)象叫互感。（I B E互感）【演示實驗三】如圖4所示，

5、A2與一個線圈串聯(lián)，A1與一個滑動變阻器連接，然后兩個支路并聯(lián)接在6V的直流電源上。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩個小燈泡的亮度基本相同。（通電自感演示儀）然后閉合開關(guān)。圖4現(xiàn)象：燈泡A1立刻正常發(fā)光，跟線圈L串聯(lián)的燈泡A2逐漸亮起來思考2：跟線圈L串聯(lián)的燈泡A2 會延后發(fā)光？解釋：電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙L中電流增加，即推遲了電流達到正常值的時間。由于線圈中電流的變化，在線圈自身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫自感，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢?！狙菔緦嶒炈摹堪凑杖鐖D5所示電路圖連接電路，線圈L采用變壓器的一個線圈

6、。閉合開關(guān)小燈泡正常發(fā)光，斷開開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象。圖5現(xiàn)象：S斷開時，A 燈突然閃亮一下才熄滅。思考3：為什么開關(guān)斷開后，電源已經(jīng)停止供電了，小燈泡沒有立即熄滅？ 解釋：開關(guān)斷開后，流過線圈的電流減小，電流產(chǎn)生的磁場也隨之變?nèi)?，穿過線圈的磁通量減小，線圈中將產(chǎn)生自感電流。由楞次定律可以判斷出自感電流的方向與原電流方向一致。線圈和燈泡構(gòu)成一個回路，故燈泡逐漸熄滅，直到電能消耗完。總結(jié)：自感電動勢的作用：阻礙電流的變化。表現(xiàn)：從時間角度：延緩作用變化的角度：線圈中的電流是慢慢增加或慢慢減小的類比的角度：線圈中的電流像有“慣性”一樣?！締栴}探究1】如圖6所示，閉合開關(guān)，電流穩(wěn)定時，通過燈泡A的電流為

7、0.2A，通過線圈L的電流為0.5A，則斷開開關(guān)瞬間，通過小燈泡A的電流大小是多少？方向如何？圖6結(jié)論1：線圈所在回路中的電流要從線圈原有的值開始逐漸減?。ɑ蛟龃螅！締栴}探究2】如圖7所示在通電自感實驗中，當斷開開關(guān)的瞬間，線圈L有沒有自感電動勢？能不能看到小燈泡A1閃一下再熄滅？圖7結(jié)論2：當開關(guān)斷開瞬間若原來I1< I2時，通過A1的電流會突然變大為I2，再逐漸減為零， 可以看到A1閃一下。 若原來I1 I2時，通過A1的電流先突然減小為I2，再逐漸減為零，看不到A1閃一下。課堂小結(jié)：1. 互感和自感都是由線圈中電流的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2. 自感電動勢總是阻礙線圈中電流的變

8、化。 3. 自感系數(shù)是表征線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)的大小的物理量，自感系數(shù)只由線圈本身的性質(zhì)決定。課堂鞏固：1.關(guān)于自感電動勢，下列說法中正確的是( )A.線圈中有電流，就會產(chǎn)生自感電動勢B.線圈中電流恒定不變，自感電動勢為零C.自感電動勢的方向總是與原電流方向相反D.自感電動勢的方向可能與原電流方向相同2. 如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當斷開電鍵的瞬間會有( )A.燈A立即熄滅 B.燈A慢慢熄滅C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅3. 如圖所示為用伏安法測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路圖，電壓表與線圈并聯(lián)，用來測自感線圈的直流電壓。測定完畢后將電路拆除時應(yīng)（ ） A.先斷開S1B.先斷開S2 C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R4. 如圖所示的電路（a）、（b）中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光。（ ） A.在電路（a