人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应4 互感和自感教案设计

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课 题
人教版(2019)高中物理·选择性必修·第二册
第二章 第4节 互感和自感
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：通过实验，了解自感现象，能举例说明自感现象在生产生活中的应用。
教材分析：教材在之前已经介绍了感应电流的产生条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律，即学生从产生条件、定性分析和定量计算等角度对电磁感应问题有了基本的认识，也学习了感生和动生两种基本的电磁感应模型。 本节课提出了电磁感应的新的问题，该内容既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习渐变电流、电磁波奠定了知识基础，因此本节课起着承上启下的关键作用，也为学生形成完整的电磁感应物理观念奠定了基础。
学情分析
学生已经学习了分析电路的动态变化情况，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等电磁感应的基本知识和分析电磁感应问题的基本方法，对于互感现象也有了初步的感性认识。但是学生头脑中没有互感这个概念，也没有意识到当线圈通过变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。
核心素养
物理观念∶知道互感与自感现象及其产生原因，并且知道互感和自感都是一种特殊的电磁感应现象。
科学思维∶利用电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的原因。
科学探究：通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理现象。
科学态度与责任∶认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，体验特殊现象的普遍性。
教学准备
多媒体课件。
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：新课导入
动一：视频导入
两个线圈A、B之间并没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接。把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么?
播放视频并引导学生观察视频。
观察视频，提出问题，激发学生的学习兴趣。
评价学生的学习兴趣。
环节二：新课教学
活动一：互感现象
1、互感的定义？
两个电路之间并没有直接相连，但当一个电路中的电流发生变化时，他所产生的磁场也发生变化，会是另一个电路中产生感应电动势和感应电流，这种现象就叫做互感现象。
互感现象中产生的感应电动势叫做互感电动势。
2、互感的应用有哪些？
变压器、收音机、无线充电等。
多媒体展示问题。要求学生阅读教材总结问题答案。做出必要的补充及评价。
阅读教材互感部分内容，回答相关问题。
评价学生的自主学习能力及归纳总结能力。
活动二：自感现象
（1）自感现象的定义？
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
（2）观察两个灯泡的发光现象，为何会出现这种现象,结合所学知识分析这种现象？
演示实验1：观察开关闭合时灯泡的亮度
图中A1和A2是两个完全相同的小灯泡，R1和R是两个滑动变阻器用来调节电流。闭合开关之后，先调节R使两个小灯泡一样亮，再调节干路中的，R1使两个灯都正常发光。然后断开开关S，当再闭合S时可以看到两个灯泡点亮的情况是不一样的？
演示实验2：观察开关断开时灯泡的亮度
把小灯泡和一个电感并联后，连入电路线闭合开关，使小灯泡正常发光。然后再断开电路观察灯泡亮度变化。
①应用
日光灯的镇流器，就是利用这个原理来产生启动时所需要的高电压的。
再比如在无线电技术中，电感和电容组成振荡电路，用来发射无线电波。
②危害
更多的时候，这么大自感电动势会造成很大的危害。像大型电动机中的绕线组，大型变压器的线圈等原件。他们的自感系数非常大，在切断电路的瞬间会产生很高的自感电动势，使开关附近的空气被电离击穿形成电弧。电弧会把开关烧坏，甚至引起火灾。
③防止
油浸开关：把开关放在绝缘性良好的油中防止空气被击穿。
双线绕法：电阻丝通常采用这样的双线绕法。当电流流过电阻丝时，两股电阻丝中的电流所产生的磁场相互抵消，就不会产生感应电动势。
PPT展示出问题，演示实验，要求学生描述实验现象，分析交流实验现象，作出简单的点评及补充。
观察实验现象，表达出现象，交流讨论分析这种现象的原因。
评价学生的交流讨论能力以及学生的表达能力。
活动三：自感系数
什么是自感系数？
在自感现象中穿过电感线圈的磁通量Φ，跟电感线圈中的磁感应强度B成正比，而磁感应强度B又是跟产生磁场的电流I成正比。即
所以有
同时除以一个Δt
这不就是法拉第电磁感应定律里的那个式子吗。所以自感电动势
在个式子中L是比例系数，称为自感系数，它是描述电感线圈对其中电流的阻碍作用的物理量，单位是亨利用H表示。自感系数越大，电流变化时产生的自感电动势就越大，意味着线圈阻碍电流的本领也越大。
（2）那么决定一个线圈的自感系数的因素有哪些呢？
多媒体PPT展示问题。
学生阅读教材回答相关问题。
评价学生的自主学习情况
活动四：磁场的能量
（1）如图所示实验中，开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，有时甚至会比开关断开之前更亮。这时灯泡的能量是从哪里来的?
上面的通电自感实验中，当闭合开关后，这个小灯泡并不会马上发光，其实是因为电能中的一部分储存在了电感线圈中。
断开开关后，又是因为电感线圈中储存的能量被释放出来啦，使得灯泡并不是马上熄灭，还会再亮一会儿。发现没线圈中有电流时就有磁场就能储存能量，物理上把这种储存于磁场中的能量称为磁场能或者磁能。
当开关闭合时，当线圈刚刚接通电源的时候，自感电动势阻碍线圈中电流的增加；当电源断开的时候，自感电动势又阻碍线圈中电流的减小。
显然电感线圈中储存的磁场能大小与线圈的自感系数和线圈中的电流有关。
巡视学生自学情况，作出补充及评价。
学生阅读教材回答相关问题。
评价学生的自主学习能力。
环节三：课堂练习 环节四：课堂小结
学到了什么？
解释引入时的实验想象？
引导学生小结
总结本节课得失
环节五：作业设计
课后习题1、2、3题
主板书设计
1.互感现象
2.自感现象
断电前线圈与灯泡串联，则感应电流与原来电流同向。断电前线圈与灯泡并联，则感应电流与原来电流反向。
3.自感系数L：来描述电感线圈对其中电流的阻碍作用。
4.磁场的能量∶ 储存在磁场中的能量
①通电自感∶电能中的一部分储存在电感线圈中。
②断电自感∶电感线圈中储存的能量被释放出来。
教学反思