第6节互感和自感的教学设计-东台中学.DOC

互感和自感的教学流程 江苏省东台中学物理组　　徐尉 互感和自感教学中互感的教学要求不高，只要求知道互感现象的产生，以及互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定却是教学的一个难点。搞好本节教学关键是做好通电自感和断电自感实验这两个实验。在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律．实验，再引导学生运用已学过的电磁感应有的关规律进行理论探究，对可能产生的实验现象作出预测，然后再用实验加以验证——这种设计既有利于提高他们分析问题的能力，又有助于对产生自感原因的理解。 教学重点 教学的重点是自感对自感关规律的认识。互感现象自感现象展示实验电路，做通电自感实验（如右图），提醒同学观察开关接通的瞬间灯泡的现象。“思维自疑问和惊奇开始”，借此提出问题：？（从而引入本节课研究的课题） 简要评价：以这种方式引入课题的优点在于，学生体验深刻，能很好激起学生的探究欲望。学生参与面较广，师生互动。 R 为限流电阻，且已调节好，使通电后A1、A2 正常发光且亮度相同． 讨论s闭合瞬时会出现什么现象?(A1立即变亮，A2逐渐变亮) 学生交流 讨论为什么会出现这种现象? 由楞次定律，在通电瞬间，线圈中电流增大时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电动势(自感电动势)，它阻碍了线圈中电流的增大，推迟了电流达到正常值的时间，因此出现A2逐渐变亮的．这种阻碍有别于阻止，A2的电流最终达到正常值． 传感器演示 由电流传感器，直接得到开关闭合的瞬间没有线圈的电路中电流随时间变化的图象和有线圈的电路中电流随时间变化的图象。 结论 非线圈中的电流是突变的。线圈中的电流是逐渐变化的。 创新：s接通会产生自感现象，自感电动势阻碍电流增大．如果不断快速通断开关，会出现什么现象?(A1一直较暗或不亮，A2 亮暗情况正常．) 讨论 原因是什么? (A2的电流一直在不停变大变小，自感电动势的阻碍作用会让电流保持在中间的某一值上，所以灯泡的亮暗情况正常) 通电自感实验，说明自感电动势对电流增大的阻碍作用．我们知道电流的变化包括增大和减小．电流增大有自感现象，电流减小时是否有自感现象? （2）探究断电自感 展示 电路原理图 学生分组讨论 假如通电稳定后要断开开关，将会观察到什么现象？ 讨论交流 由于开关断开的瞬间，线圈的电流发生变化，线圈中要产生感应电动势，阻碍电流的变化，灯泡会渐渐熄灭。 断开开关后，电源不再给灯泡供电。线圈中的电流变化，产生感应电动势，其相当于电源，给灯泡供电。 讨论 开关断开后流过小灯泡的电流方向? 讨论交流 开关断开后流过线圈的电流仍然向左，它给灯泡供电，所以灯泡中的电流是向右的。 演示 S闭合后打开 现象 灯泡闪亮一下逐渐熄灭 讨论 灯泡怎么会闪亮一下呢？ 讨论交流 开关断开时，线圈中产生自感现象，线圈和灯泡组成闭合回路有电流流过，但是流过灯泡的电流没有流过线圈的大（线圈的内阻小于灯泡的电阻），所以当开关断开的瞬间，流过小灯泡的电流要从原来线圈中的电流值开始减小，我们才会看到小灯泡亮一下才熄。 学生活动 作出开关断开前后，流过小灯泡的电流随时间变化的关系图象 交流并传感器演示 用电流传感器直接演示出灯泡中的电流随时间变化的图象 讨论 线圈中的电流有没有发生突变？ 所作的图象是灯泡的电流变化，发生了突变。但这正是线圈中的电流没有发生突变引起的，线圈中的电流逐渐发生变化的。 结论 不管是导体本身电流的增大也好或者是减小也好，产生自感现象关键在于线圈中的磁通量发生变化．在线圈中电流减小时自感电动势对其也有阻碍作用．由此可知：自感电动势的作用便是阻碍线圈中电流的变化——即电感线圈中的电流不能发生突变，只能渐变。 进一步讨论 在s切断的瞬间，小灯泡发出瞬间的强光，小灯泡中的电流能量是由哪里来?电流方向如何? 引导学生分析现象产生的原因。 (线圈提供的。线圈中有电流时，电流产生磁场，磁场也具有能量。当开关断开后，磁场能通过电磁感应转化为电能，由线圈提供给灯泡。这说明电磁感应中也遵循能量守恒。) ３.自感系数的教学自感电动势也是感应电动势，根据电流的磁场B与I成正比，自感电动势也遵循法拉第电磁感应定律，拉第电磁感应定律自感电动势 其中，n为线圈的匝数、s为线圈的横截面积、k为比例系数与线圈的长度和有无鉄芯 等有关。将nsk用L表示，则： 并定义自感系数 1．有铁芯 2．去掉铁芯 事实说明：在同等条件下，有铁心时L大，产生的E大。 演示２：用可拆变压器的二组线圈做实验，铁芯闭合改变线圈匝数（减半或增倍） 事实说明：在同等条件下，匝数多时L大，产生的E大。 由上可知：自感系数L与线圈的