平山县职业教育中心教案
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编号：＿＿ 号 授课教师：＿＿赵习文＿＿＿＿＿ 授课时间：11月＿10＿＿＿
课题 自感现象应用 课时 1课时
授课班级 电12-4班 上课地点 301教室
教学
目标 能力(技能)目标 知识目标
领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。
1．掌握自感现象的应用
2．掌握磁场能量
教学重点 自感现象的应用自感电动势
教学难点 磁场能量自感现象
教学方法 小组学习法、示范教学法、讲授、问题引导法等
教学反思
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2
步骤 教学内容 教学
方法 教学
手段 学生
活动 时间
分配
明确目标
一、明确目标：
教师解读学习目标
二、复习提问 ：
自感现象名词解释
自感电动势的公式
三.引入
讲授(口述)
演示启发
提问
讨论
展示
实物展示
课件
板书 个别回答
小组讨论
代表发言
15分钟
操作示范 一、自感现象的应用
自感现象在各种电器设备和无线电技术中有着广泛的应用。日光灯的镇流器就是利用线圈自感的一个例子。如图是日光灯的电路图。
1．结构
日光灯主要由灯管、镇流器和起动器组成。镇流器是一个带铁心的线圈，起动器的结构如图所示。
起动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片。
灯管内充有稀薄的水银蒸汽，当水银蒸汽导电时，就发教师
示范
课件
演示
教师
提问
课件
板书
演示
学生抢答
小组抢答 30分钟
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3 出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的光。由于激发水银蒸汽导电所需的电压比220 V的电源电压高得多，因此日光灯在开始点亮之前需要一个高出电源电压很多的瞬时电压。在日光灯正常发光时，灯管的电阻很小，只允许通过不大的电流，这时又要使加在灯管上的电压大大低于电源电压。这两方面的要求都是利用跟灯管串联的镇流器来达到的。
自感现象及其应用分析
自感现象是电磁感应现象中的一种特殊情形——是在导体本身的电
足够大。即自感线圈要长，匝数要多，截面积要大，并要有铁心。同时，也要注意线圈不能有过大的电阻，否则也会使自感电流过小而自感现象不明显。
方法一
器材 自制线圈，2.2V小电珠2个，50Ω滑动变阻器，2V铅蓄电池3个，电键，导线等。
线圈的制作方法
铁芯选用22mmEI型硅钢片(图a)，叠厚40mm左右。用绝缘纸板做一个与铁芯相配合的绕线框架(图b)。用φ为0.40mm左右的漆包线在绕线框架上绕800匝，抽一个头，再绕400匝。然后将硅钢片交叉插入，制成一个有铁芯的线圈(图c)。
操作
(1)按图(d)连接电路，线圈的1200匝全部用上，电源用6V。
(2)合上电键K，调节变阻器R2，使小灯A1和A2的明亮程度相同。调节R1，使A1、A2正常发光。然后断开K。
(3)合上K，可见到A2立刻正常发光，而A1却是逐渐亮起来。说明L
的自感现象。
(4)按图(e)连接电路，L用400匝，电源用4V。
(5)合上电键K，调节R，使小灯A比正常发光稍暗一些。
(6)断开K，可看到A灯突然更亮一下才熄灭，这是L的自感电动势引起的。
方法二
目的 断电自感现象的演示。
器材 自感线圈(也可用日光灯镇流器，规格是15—40W任意一种)，直流电源(3—4V)，氖泡(日光灯启动器或试电笔中的氖泡S)，电键，导线等。
操作
(1)接通K，氖泡不亮。(一般氖泡需几十V以上的最低电压才能放电)。
(2)断开K，因自感线圈(日光灯镇流器)产生的自感电动势可达200V左右，使氖管起辉。
(3)如果把电键快速反复接通和断开，可看到氖泡连续发光。为了操作方便，可以用一个金属导体和齿轮簧片式电路断续器K′，代替电键K，只要旋转电路断续器，氖泡即可较稳定地发亮。可长时间观察瞬间断电自感现象。
说明
实验时，如果两手同时接触日光灯镇流器两端，断开电键时会受到较强烈的电击，因时间极短暂，无害人体，但却可使学生有更深刻的印象。
自感现象的原理及应用
1. 引言
自感现象是一种物理现象，指的是当电流经过一条导线时，产生的磁场会对导线本身产生感应电动势的现象。这种自感作用在电路设计和应用中具有重要的作用。本文将介绍自感现象的基本原理、计算方法以及在电路设计和应用中的应用。
2. 自感现象的原理
自感现象基于法拉第电磁感应定律，即改变磁通量线的大小和方向会在导线上产生感应电动势。自感现象的原理可以用以下公式表示：
$$ V = -L \\frac{di}{dt} $$
其中，V表示电压，L表示自感系数，di/dt表示电流的变化率。
3. 自感系数的计算
自感系数是用来衡量导线对其本身产生的磁场的感应程度。具体计算方法如下：
• 直线导线的自感系数计算公式为：
$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot \\pi \\cdot d}{ln(\\frac{8d}{r})} $$
其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，d表示导线的长度，r表示导线的半径。
• 环形导线的自感系数计算公式为：
$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot R}{2} \\cdot \\left[ln\\left(\\frac{8R}{r}\\right)-1\\right] $$
其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，R表示环形导线的半径，r表示导线的半径。
4. 自感现象在电路设计中的应用
自感现象在电路设计中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景。
• 电感器：电感器是利用自感现象制造的一种电子元件，常用于滤波器、功率供给器、谐振器等电路中。它们基于自感现象的特性，可以实现对特定频率的信号进行滤波和放大的功能。 • 电感耦合：在一些电路中，可以利用自感现象实现电感耦合，将两个或多个电路以电感器作为耦合元件连接起来。这种电感耦合可以实现信号的传输和干扰的隔离。
• 变压器：变压器是基于自感现象的原理构造的，它利用电磁感应现象和自感现象将交流电压从一路传送到另一路。变压器在电力输送和电子设备中被广泛使用。
1 第七节 自感现象及其应用说课稿
延川县中学 郭小刚
一、说教材:
本节教材通过实验探究，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。导体本身电流的变化，引起磁通量的变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化，即当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小。然后教材通过讨论与交流，利用类比，电磁感应产生的电动势与磁通量的变化率成正比，那么自感电动势与什么因素有关？ 启迪学生思考，然后通过实验探究，要让学生自己动手，并把实验现象观察结果填写在表格中，从而引出自感系数。日光灯是常用的设备。课本先介绍了日光灯的结构和发光特点，然后通过“观察与思考”栏目，让学生搞清楚日光灯的工作原理，并总结镇流器所起的作用。在书末简单提出了电子镇流器及新型灯具，引导学生进一步收集资料、自行探究。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、知道什么是自感现象和自感电动势。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位。
3、知道影响自感系数的因素。
4、知道日光灯的基本结构和原理。
过程与方法：
1、观察自感现象，认识实验在物理学研究中的作用。
2、通过自感电动势大小的探究，加深对控制变量法的认识。
3、经历日光灯工作原理的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。
情感态度与价值观：
1、 通过自感现象与决定自感电动势大小因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度。
2、 了解自感现象的实际应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。
重点、难点分析：
1．重点是使学生在掌握了自感现象与电磁感应现象统一性的基础上，把握住自感现象的特点．
2．断电自感现象中，灯泡突然闪亮一下学生很难理解，是教学中的难点．
二、说教法、学法
1．充分利用旧知识来研究新问题，是科学研究问题的重要方法．这节课恰是研究电磁感应现象的特例．课堂设计中要突出从旧知识生长出新知识的研究过程．
