4.6互感和自感·教案
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6互感和自感通过复习,引导学生从事物的共性中发掘新的个性,通过设问提出课题,在学生亲身体验触电感觉后导入新课,引起学生学习研究的兴趣,再利用传感器分别对线圈和等值的标准电阻对电流变化的阻碍作用过程进行对比研究,建立自感现象的概念并探究其中的规律,得出结论,最后将课本中的两个传统实验改为验证性实验,培养学生利用所学知识分析问题的能力,从而引导学生完成认识上的新飞跃。
问题2:线圈1中本身的电流有变化,使它自身的磁通量也发生了改变,线圈1中会不会产生感应电动势呢?二、揭示现象、提出问题:1、出示实验电路图,介绍实验装置。
2、问:哪位学生敢手拿A、B裸铜部分,接通和断开电路?实验表明:在A、B两端断开后瞬间,A、B之间产生了远高于电池的电压.提出问题: A、B间的高压从何而来?四、演示实验、深化概念实验内容:用电流传感器分别对线圈和等值的标准电阻对电流的阻碍作用进行研究。
研究电路:结合上图学生共同分实验图像:(先采集电阻的数据后再同时采集)运用楞次定律分析自感电动势的特点:板书:1、特点:自感电动势总是阻碍导体中自身电流的变化,而不是阻止,电流仍要变化,其方向仍是“增反减同”。
2、自感电动势的大小: 即:tI LE ∆∆= L :自感系数(简称:自感或电感)。
其大小与线圈自身的性质有关。
单位:1亨=1伏·秒/安 (介绍亨利的发现及其事迹)几个微亨→几十毫亨→几个亨 1H=103mH=106μH教师亲自验证:将“千人震”中的铁心拿出,重复学生析图像中的信息tS N t NE ∆∆B =∆∆Φ=I B ∝又:tE ∆∆∝∴I 学生读书:截面积越大,线圈越长,匝数越多,它的自感系数就越大,另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
学会用对比的方法进行探究培养学生从一般到特殊的辩证唯物主义的观点。
增加对自感大小的感性认识的实验,表情轻松。
加强师生互动五、分析、观察、验证1、出示课本上的两个实验电路图,让学生分析实验现象,然后接通电路验证结果。
§4.6《互感和自感》教学设计安徽省太和中学潘正海【课程分析】“自感和互感”是人教版选修3-2第4章《电磁感应》第6节的内容,两者是电磁感应现象的两个重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后才学习的,是电磁感应现象具体运用的两个实例。
因此,对互感、自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。
同时互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系,因此,学习该部分知识有着重要的现实意义。
本节课为了让学生经历必要的认知过程,尝试利用“延迟判断”的探究教学策略,适当改进演示实验,变陈述性问题为设计性问题,让学生积极参与物理规律的发现和推理过程,主要的特色体现在以下几个方面:1.对于“互感”的教学,采用“电磁炉”实验从能量角度引出互感及其应用,充分激发学生探索规律的积极性。
2.对于互感和自感的教学,着眼于让学生先猜测,再观察,验证猜测的正确性,然后再展开充分的讨论,攻克重难点。
学生在质疑、猜测和不断探究中了解实验中发生的物理过程。
【学情分析】学生已经学习了分析电路结构,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,学生由于以前的被动学习,不好主动发言,形成了听、记的习惯,对自主、合作、探究的满堂学教学模式没有完全适应,需要老师耐心引导!量体裁衣似地设计导向性信息,激发他们探究的欲望。
【学习目标】1、了解互感和自感现象2、能够利用电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的原因。
3、能说出自感电动势大小的影响因素、自感系数的单位及其决定因素。
4、了解互感和自感的应用和防止。
【教学流程】一、认真观察,体验物理实验的魅力(一)游戏导入,唤起欲望【课件展示】如图所示,让两位同学手拉手“串联”,与“魔盒”并联在电路中,请两位同学上台来共同完成这个游戏,并向同学们说说你的感受。
第六节互感和自感一、教学目标知识与技能1.了解互感现象的电磁感应特点。
2.指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法,认识自感现象及其特点。
3.明确自感系数的意义及决定条件。
过程与方法1.能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。
2.提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观培养、提高学生尊重科学,利用实验探索研究自然的科学素养二、重点、难点分析1.重点:自感现象产生的原因及特点。
2.难点:运用自感知识解决实际问题。
三、教具变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关四、教学过程一、复习旧课,引入新课师:前面我们学习了电磁感应现象,了解了几种不同形式的电磁感应现象。
如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等,都会引起感应电动势,发生电磁感应现象。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么?生:穿过电路的磁通量发生变化。
师:不论用什么方式,也不管是什么原因,只要穿过电路的磁通量发生了变化,都能引起电磁感应现象。
如果电路是闭合的,电路中就会有感应电流。
二、新课教学(一)互感现象两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做互感,这种感应电动势叫做互感电动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。
变压器就是利用互感现象制成的。
在电力工程中和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感现象(二)、自感现象1、演示实验,提出问题【演示实验1】断电自感现象。
实验电路如图所示。
接通电路,灯泡正常发光后,迅速断开开关,可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
问1:灯泡闪亮一下,说明了什么问题?(引导学生分析得出:灯泡的亮度由其实际功率决定。
灯泡闪亮一下,表明在开关断开这一瞬间,灯泡两端的电压比原来大。
互感和自感教案一.教学目标:1.知识与技能:(1)知道互感和自感现象(2)了解互感现象和自感现象在日常生活中的应用和防止(2)能够根据电磁感应定律解释互感和通、断电自感现象的原因(3)能说出自感电动势的公式、影响因素(4)会运用互感和自感的原理解决问题2.过程和方法:(1)通过对实验的观察讨论,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理的能力。
(2)通过分析电路结构和实验探究,体会“比较研究”这一物理学常用的重要方法。
3.情感态度和价值观(1)认识互感和自感时电磁感应现象的两种现象,体验特殊现象的普遍性。
(2)领悟科学家对科学执着和对名利的淡薄的科学献身精神。
二.学情分析本节教学内容包括互感现象、自感现象和磁场的能量三个部分,是在学生学习了产生感应电流的条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律后教学的,是电磁感应现象具体运用的两个实例。
因此,对互感和自感现象的研究,既是对电磁感应规律的巩固和深化,也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。
同时,互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系。
因此,学习这部分知识有着重要的现实意义。
学生已经学习了分析电路结构,知道了判断产生产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向,以及感应电动势大小的计算等电磁感应的规律,已经学会对互感现象的分析,但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。
三.重点难点教学重点:直流电路中的通断电自感现象教学难点:在直流电路中对通电自感和断电自感的掌握和应用。
四.教学过程(一)【导入】 1.互感现象:回忆前面已经学习过的电磁感应的产生条件,方向和大小知识。
开门见山,与学生一起研究电磁感应的两个具体应用:互感和自感2.演示小实验:(1)变化的电流使另一个线圈回路中的小灯泡发光(2)将一个线圈和手机相连,另一个线圈和音箱相连,音响能够通过互感的远离发出声音由此介绍互感的定义。
辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理《4.6互感和自感》教案 新人教版选修3-2 辑整理:反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活教学过程设计教材处理 师生活动(二)进行新课 1、互感现象教师:我们现在来思考第一个问题:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的知识加以分析说明.学生:当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
教师:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。
互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
教师:利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈.因此,互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用.请大家举例说明。
学生:变压器,收音机里的磁性天线.教师:互感现象有其有利的一面,也有其不利的一面。
任何两个相互靠近的电路之间都会存在互感现象.互感现象有时会影响电路的正常工作,这是就要设法减小电路间的互感。
小结:互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路.互感和自感教学过程设计教材处理师生活动教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些?试用所学知识(楞次以分析说明。
教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些?试用所学知识(楞加以分析说明.学生:分组讨论(可以提醒学生这时出现了新电源,电里?电动势方向又如何?)师生共同活动:电路接通时由零开始增加,穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L 中产生电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L 中电流推迟了电流达到正常值的时间。
[实验2]演示断电自感。
教师:出示教板,画出电路图(如图所示)接通电路,正常发光。
4.6 互感和自感学习目标1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
教学重点自感现象的分析、自感系数教学难点自感现象的分析、自感系数学习过程探究一、互感现象问题:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?总结1、互感现象内容:2、应用和危害:应用:危害:3、注意:.互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
探究二、自感现象1、自感现象内容:2、实验分析:演示实验1:如下图此实验中:A1、A2使用规格完全一样的灯泡,先闭合开关S,调节变阻器R 和R1,使A1、A2亮度相同且正常发光。
然后断开开关S。
重新闭合S,观察到什么现象?注意观察:在开关再次闭合的过程中两个灯泡的发光情况现象:思考:为什么A1较慢的亮起来?解释:演示实验2:如下图接通电路,待灯泡A正常发光。
然后断开电路,观察到什么现象?现象:思考:为什么会出现这样的现象呢?解释:3、自感电动势的方向:4、自感系数:实验表明:磁场的强弱正比于电流的强弱,即磁通量的变化正比于电流的变化,可以说自感电动势正比于电流的变化率,写成等式即__________(1)自感系数:自感系数L简称或(2)决定因素:它跟线圈的、、,以及是否有等因素有关。
线圈的横截面积越____、线圈绕制得越__ __、匝数越_____,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_____得多。
(3)单位:,符号是常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)换算关系是1 H=_________mH=________μH(4)物理意义:表征线圈产生自感电动势大小本领的物理量。
4.6互感与自感教学案一、知识与技能1.知道什么叫互感现象,了解互感的应用与防止;2.知道什么叫自感现象,理解它产生的机理和起到的作用;3.能够判断自感电动势的方向,并会用它解释一些现象;4.知道自感电动势大小的决定因素,知道自感系数的决定因素;5.了解自感现象的利与弊及应用与防止。
二、过程与方法1.通过对两个自感实验的观察、设计与分析,培养学生的观察能力、实验能力和探究能力;2.通过亲身感受断电自感的强大电压,加深对知识的理解。
三、情感态度价值观1.通过师生之间、生生之间互动的过程,激发学生的探究热情,营造科研的氛围;2.通过了解自感的应用与防止,体会物理知识与技术的融合之美。
【教学重点与难点】⒈教学重点:自感电动势的作用。
⒉教学难点:断电自感过程对小灯泡闪亮一下的原因解释。
【教学过程】一、互感现象㈠复习回顾实验4--2.31.小线圈的电流变化→小线圈中电流激发的磁场变化→穿过大线圈的磁通量发生变化→大线圈产生感应电动势→闭合回路产生感应电流。
2.像上述实验,两个线圈之间并没有导线连接,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫做互感。
3.说明:①互感现象的本质就是一种电磁感应现象。
②互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势现在,我们再来关注上述的电路:在A线圈中的电流变化时,B线圈会产生感应电流,是因为穿过B线圈的磁通量发生了变化,但我们发现,A线圈是插在B线圈中的,根据这个情况,你还能想到什么?在B线圈产生感应电流的同时,A线圈是否也会产生感应电流?二.自感现象1.线圈中电流发生变化,它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象;产生的感应电动势叫自感电动势。
2.自感现象满足楞次定律:请你假设出线圈的绕向,用自感电动势解释两个实验的现象图2例如实验一中线圈绕向如图所示,通电自感分析如下:I 增大B 原增大B 感方向向左(根据楞次定律)自感电动势E 自方向如图E 自与I方向相反,阻碍I 增大;当I 达到最大时,E 自=0,阻碍消失。
第六节互感和自感素养目标定位1.知道什么是互感现象和自感现象.2.观察通电自感和断电自感实验现象,理解自感电动势在自感现象中的作用.(重点+难点)3.知道自感电动势的大小与什么有关,理解自感系数和自感系数的决定因素.(重点),素养思维脉络知识点1互感现象1.互感互不相连的并相互靠近的两个线圈,当一个线圈的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生__感应电动势__,这种现象叫做互感。
(如图所示)2.互感电动势互感现象中的电动势叫__互感电动势__。
3.互感的应用和危害(1)互感现象可以把能量由一个电路传递到另__一个电路__。
变压器就是利用互感现象制成的。
(2)在电力工程和电子电路中,__互感现象__有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感。
知识点2自感现象1.概念由于导体__本身的电流__发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象。
2.自感电动势由于__自感__而产生的感应电动势。
3.通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬时,灯泡A1逐渐地__亮起来__阻碍电流的__增加__断电自感断开开关的瞬间,灯泡A逐渐__变暗__,直到熄灭阻碍电流的__减小__ 知识点3自感系数1.概念自感电动势与导体中电流的变化率成正比,比例恒量即为__自感系数__,简称自感或电感。
2.决定因素自感系数L与线圈的形状、长短、__匝数__及__有无铁芯__有关。
线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越密,其自感系数L就__越大__。
如果线圈内有铁芯,则自感系数L 会比没有铁芯时__大的多__。
3.单位亨利(符号H)1H=__103__ mH=__106__μH。
4.物理意义表征线圈产生自感电动势__本领大小__的物理量。
数值上等于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大小。
知识点4磁场的能量1.自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有,磁场从无到有,电源把能量输送给__磁场__,储存在__磁场__中。
4.6 互感和自感一、教材分析自感和互感现象是在学生学习了电磁感应现象、楞次定律和法拉第电磁感应定律后编排的,是电磁感应的一个特例,显然,对自感现象的研究,既是对电磁感应知识的巩固、应用、深化与提高,又为以后学习交流电、电磁波等知识奠定了基础。
此外,自感和互感现象的知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系,因此,学习该部分知识有着重要的现实意义。
但在自感和互感教学中,由于自感和互感的教学要求不高(有关其应用,在变压器中会有讨论),只要求知道自感和互感现象的产生,以及自感和互感现在在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
因此该部分知识只做简单的说明,是学生对此有点兴趣,了解并能解释一些简单的现象就可以了。
二、教学目标分析结合新课标的要求和教材的内容,本节课主要是通过现象引导学生建立概念,并能够对现象进行分析、解释,因此,本节课的教学目标制定如下:1.知识与技能1)知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。
2)知道自感电动势的大小由什么因素决定,并理解自感电动势的作用,能解释相关现象。
3)知道自感系数的单位、决定因素。
4)能够通过电磁感应知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题2.过程与方法1)通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察、分析和推理能力。
2)通过小组合作学习之后,请学生展示同组弄清的问题,在学生讲解的过程中教师点评、纠错。
达到生生互动、师生互动的目的。
3.情感态度与价值观通过学生的合作、展示。
增强学生的逻辑推理能力、语言表达能力。
提到学生学习物理的兴趣,增加学习信心。
三、教学重点和难点教学重点:1.引导学生运用所学知识分析自感电动势产生的原因特点2.自感电动势的作用教学难点:自感现象产生的原因分析四、教学方法以学生自主学习、讨论为基础、解决问题为主线、学生展示为中心、师生互动为目的的新课改模式。
五、教学用具自感演示仪一套,导线若干;六、教学过程(一)导入新课我们昨天自主学习了自感和互感。
教案(31)科目电工原理课题 4.6 互感现象与互感电动势课时安排 2 课时指引学生运用观察、实验、解析、综合的方知识目标教课法,认识互感现象及其特色目标能力目标认识互感现象的电磁感觉特色。
教材解析教课方法教课设备教课资料实践训练与教课组织考勤重点现象产生的原由及特色。
难点解决实质问题。
创建情形,导入目标,自主探究,实践体验,教法表达交流,总结归纳学法听、记、练习无《电工原理》班别机电13-1日期总人数出勤数【导入新课】创建情形,导入目标,自主探究,实践体验,表达交流,总结归纳1.电流表为何会偏转?2.发生电磁感觉现象的条件是什么?3.你能判断实验中能量的流向吗?【教课过程】4.6 互感现象与互感电动势一、互感1.定义:两个线圈之间没有导线相连,但当一个线圈中电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感觉电动势,这类现象叫互感。
讲解:刚刚的实验就叫是互感现象,它是电磁感觉中的一种特别状况,实验中有着一个推翻你认识的事实:导线没有连通,却可以“导电” ,充当着导电的媒介就是变化的磁场。
2.能量传达:以磁场为载体介绍:生活中互感原理有着特别宽泛的应用,下一章中的变压器就是以互感原理工作的。
过渡:小游戏——镇流器断电自感电路图:学生谈论并获得结论:当开关断开时,线圈产生了较大的电动势。
引起联想:线圈——产生电动式——电磁感觉互感电动势互感电动势与电流变化的线圈的电流变化快慢有关,也与线圈之间的结构和相对地点有关。
设两个靠得很近的线圈,当第一个线圈的电流i1 发生变化时,将在第二个线圈中产生互感电动势EM2,依据电磁感觉定律,可得:线圈中的互感电动势,与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比。
互感电动势的方向,可用法拉第电磁感觉定律来判断。
互感现象在电工和电子技术中应用特别宽泛,如电源变压器,电流互感器、电压互感器和中周变压器等都是依据互感原理工作的。
由一个线圈中的电流发生变化而使其余线圈产生感觉电动势的现象叫互感现象。
4.6《互感和自感》【教材分析】互感和自感现象都是电磁感应现象的特例。
学习互感电动势和自感电动势的重要性在于它们具有实际的应用价值。
本节内容是电磁感应现象在技术中的应用,也是学生在认知上对电磁感应规律的进一步巩固与深化。
教材对互感部分内容的编写比较简单,让学生知道互感现象是常见的电磁感应现象,是后面变压器学习的基础。
课堂应把重心降落在对自感的教学上,教学的难点是对自感有关规律的认识。
【学情分析】学生已经学习了电路的基本知识以及电磁感应的相关规律,学会了判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向,而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。
实际上已经学会对互感现象的分析,只是头脑中没有互感这个概念而已,也没有意识到当通过线圈变化的电流时,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是学生遇到的最大挑战。
【教学目标】(一)知识与技能1、通过实验了解互感现象和自感现象,以及生活中互感和自感的应用。
2、能够用所学的电磁感应有关规律分析通电自感和断电自感现象。
3、了解自感现象中自感电动势的作用。
(二)过程与方法1.通过对实验的观察和讨论,培养学生的观察能力、分析推理能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
2.通过互感、自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力。
(三)情感态度与价值观1.通过演示实验提升学生的学习兴趣,体会物理知识的应用。
培养、提高学生尊重科学,利用实验探索研究自然的科学素养。
2.通过师生之间、生生之间互动的过程,激发学生的探究热情,营造科研的氛围。
3.通过了解自感的应用与防止,体会物理知识与技术的融合之美。
4.互感和自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
【教学重点与难点】重点:自感现象难点:自感规律的认识。
【教学方法】实验与理论探究;师生、生生互动;讨论法。
【教学过程】一、实验引入新课通过观察无线充电器,互感音箱引入本节课的学习知识,让学生思考无线充电器的原理与本节课学习知识的联系?学生阅读课本互感的内容,了解互感的定义。
互感和自感教学目标1. 知识与技能(1)知道互感和自感现象.(2)能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因.(3)能说出影响自感电动势大小的因素、自感系数的单位及其决定因素.2. 过程与方法(1)通过对实验的观察讨论和体验,解释实验中发生的物理过程,具备观察、分析和推理能力.(2)通过分析电路结构和实验探究,体会比较研究这一物理学常用的重要方法.3. 情感、态度与价值观(1)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.(2)领悟科学家对科学执着和对名利淡泊的科学献身精神.教学重难点1.自感现象和自感系数.2.分析自感现象产生的原因和特点.教学准备电磁炉、线圈、小灯泡、MP4、音箱、互感现象演示仪、自感现象演示仪、电池、导线、开关、多媒体课件等.教学方法与手段以演示实验为先导,引导学生在实验现象的基础上,运用电磁感应的相关知识分析互感和自感的实质;以分组讨论的方法,调动学生积极思考;以电脑和传感器为手段,得到准确的I-t图象,得到更有说服力的结论。
引入新课[事件1]教学任务:学习互感的概念,为后面变压器的学习奠定基础。
师生活动:实验导入:演示两个相互靠近的线圈之间的电磁感应现象,重走法拉第的发现之路。
引入新课:经历前辈科学家发现电磁感应现象的过程,运用已经学过的知识来解释看到的现象。
【演示】两个线圈共用同一个铁芯(选用可拆分变压器做演示实验),一个线圈与直流电源、开关串联,另一个线圈与电流表串联(如图)。
当闭合或断开开关时,电流表中都有电流通过,请学生运用学过的知识解释这种现象产生的原因。
现象:当开关闭合或断开的瞬间,电流表有示数。
结论:两个线圈之间并没有导线相连,当一个线圈中的电流发生变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫做互感。
在互感过程中产生的感应电动势叫互感电动势。
互感现象可以使能量从一个线圈传递到另一个线圈,尽管两个线圈之间没有导线相连。
4.6互感和自感教学目标(一)知识与技能(1)了解互感现象的电磁感应特点。
(2)运用观察、实验、分析、综合的方法,认识自感现象及其特点。
(3)明确自感系数的意义及决定条件。
(二)过程与方法提高分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度、价值观培养、提高学生尊重科学,利用实验探索研究自然的科学素养。
教学重点自感现象产生的原因及特点。
教学难点运用自感知识解决实际问题。
教学过程:课堂导入提问:1.在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,回路中就有感应电流产生.2.引起回路磁通量变化的原因有哪些?磁场的变化;回路面积的变化;电流的变化引起磁场的变化等。
问题导引(1)在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?(2)当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?本节课我们学习这方面的知识。
重点讲解一、互感现象提出问题:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的知识加以分析说明。
(当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
)学生思考并讨论,得出结论,认识互感现象,通过阅读课本,了解互感在在电工技术和电子技术中的应用。
2、自感现象提出问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?下面我们首先来观察演示实验。
[实验1]演示通电自感现象。
画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。
重新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次)提问:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。
6互感和自感[教学内容分析]课程标准对本节的要求:知道什么是互感现象和自感现象,能用电磁感应知识解释自感现象,理解自感系数,磁场能量。
教材的地位和作用:本节内容是在学习法拉第电磁感应定律基础上的又一实际应用,本节内容包括四个知识点:互感、自感、自感系数、磁场的能量。
教材从知识的回顾提出互感的概念,接着用电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因。
这样的设计能够培养学生的理解能力,实验探究能力及对知识的应用能力。
教材的编写思路:本节教材有四个主题:互感现象,自感现象,自感系数,磁场的能量。
互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
教材插图收音机的“磁性天线”,使学生知道互感就在我们身边。
自感现象是一种特殊的电磁感应现象,教材通过探究通电自感和断电自感,使学生明白自感现象的规律符合电磁感应现象的一般规律,导体本身电流变化引起磁通量变化,这是产生自感现象的原因,根据楞次定律,自感电动势的作用是阻碍电流变化,即电流增大时自感电动势阻碍电流增大,电流减小时,自感电动势阻碍就减小。
教材利用类比,电磁感应产生电动势与磁通量变化率成正比,那么自感电动势与什么因素有关?实验表明,自感电动势与电流变化率及线圈匝数,有无铁芯等有关,并提出自感系数这个概念。
最后还从能量的角度分析灯泡的明暗,指出磁场具有能量。
教材的特点:第一,重视学生科学探究能力的培养;第二,突出互感现象和自感现象在生产和生活中的应用。
教材处理:用一节干电池能使金鱼受到电击实验引入课题。
课题引入后老师就先演示课本中的两个实验,观察试验现象,然后,运用法拉第电磁感应的有关规律对试验进行分析,使学生了解自感现象产生的原因,理解自感电动势的作用。
本教学适当运用flash动画,把问题具体化,直观化。
[教学对象分析]学生的兴趣:高二理科的学生已具有较丰富知识、对科学技作品很感兴趣,当遇到自己不清楚的物理现象特别有新奇感。
4.6 互感和自感【【教教学学目目标标】】1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【【重重点点难难点点】】1.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
2.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件、自感现象示教板【【教教学学过过程程】】一、互感现象1、互感现象:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。
2、互感电动势:互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
3、利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
如:变压器,收音机里的磁性天线。
二、自感现象【演示1】电路闭合时线圈L 的作用(1)实验电路如图所示,闭合S 时观察灯泡的亮度变化。
(2)现象:A2立即正常发光,A1逐渐变亮。
(3)分析:接通电路的瞬间,电流增大,穿过线圈L 的磁通量也增加,在L 中产生感应电动势,由楞决定律可知,它将阻碍原电流的增加,所以A1中的电流只能逐渐增大,A1逐渐亮起来。
线圈L 中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的变化(增加),而非阻止,所以虽延缓了电流变化的进程,但最终电流仍然达到最大值,A1最终达到正常发光.【演示2】电路断开时线圈L 的作用(1)实验电路如图所示,断开S 时观察灯泡的亮度变化。
(2)现象:灯泡要过一会儿才逐渐熄灭。
(3)分析:电路断开时,因线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化,产生的感应电动势要阻碍原电流的减小,L 中的电流只能从原值开始逐渐减小,S 断开后,L 与A 组成闭合回路,L 中的电流从A 中流过,所以A 不会立即熄灭,而能持续发光一段时间。
结论:导体中电流变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势阻碍原电流的变化。
4.6 互感和自感(1)、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗?(2)这是互感吗?小结:互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。
线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景:(互感中的能量)另一电路中能量从哪儿来的?小结:互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
3、互感的应用和防止:(二)自感现象1、问题情景:由电流的磁效应可知,线圈通电后周围就有磁场产生,电流变化,则磁场也变化,那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。
是否此时也发生了电磁感应现象呢?我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验:实验1 (演示P25实验)出示自感演示器,通电自感。
提出问题:闭合S瞬间,会有什么现象呢?引导学生做预测,然后进行实验。
(实验前事先闭合开关S,调节变阻器R和R1使两灯正常发光,然后断开开关,准备好实验)。
开始做实验,闭合开关S,提示学生注意观察现象观察到的现象:在闭合开关S瞬间,灯A2立刻正常发光,A1比A2迟一段时间才正常发光。
学思考现象原因。
请学生分析现象原因。
总结:由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了感应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化,既阻碍线圈中电流的变化,故通过A1的电流不能立即增大,灯A1的亮度只能慢慢增加,最终与A2相同。
实验2(演示课本P26实验)断电自感先给学生几分钟时间看课本实验,预测实验现象,是回答课本思考与讨论问题。
3.结论:小结:线圈中电流发生变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势察实验现象验证自身的思维,并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。
【例1】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。
则(AD)A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。
高中物理4.6互感和自感学案新人教版选修4、6互感和自感学习目标【知识与技能】1、知道互感与自感现象都是常见的电磁感应现象。
2、知道自感电动势的大小由什么因素决定,并理解自感电动势的作用,能解释相关现象。
3、知道自感系数的单位、决定因素。
【过程与方法】1、通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力。
2、通过自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力。
【情感、态度与价值观】自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
知识与能力:教学重点自感现象产生的原因及特点。
教学难点运用自感知识解决实际问题。
新课教学1、互感现象当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为。
互感现象产生的感应电动势,称为。
2、自感现象[实验1]通电自感现象。
电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。
重新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次)思考:为什么A1比A2亮得晚一些?[实验2]断电自感。
电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。
然后断开电路,观察到什么现象?思考:为什么A灯不立刻熄灭?总结上述两个实验得出结论导体本身发生变化而产生的叫自感现象。
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
3、自感系数自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。
然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
自感电动势的大小的计算公式:线圈的自感系数与哪些因素有关?自感系数的单位单位换算关系4、磁场的能量当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯性”。
线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
高二选修3-2 4.6互感和自感教案
新课标要求
(一)知识与技能
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
(二)过程与方法
1.通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力。
2.通过自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
教学重点1.自感现象。
2.自感系数。
教学难点分析自感现象。
教学过程
(一)引入新课
教师:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
学生:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,回路中就有感应电流产生.
教师:引起回路磁通量变化的原因有哪些?
学生:磁场的变化;回路面积的变化;电流的变化引起磁场的变化等。
教师:这里有两个问题需要我们去思考:
(1)在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?
(2)当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?
本节课我们学习这方面的知识。
(二)进行新课
1、互感现象
教师:我们现在来思考第一个问题:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的知识加以分析说明。
学生:当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
教师:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。
互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
教师:利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。
因此,互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。
请大家举例说明。
学生:变压器,收音机里的磁性天线。
教师:互感现象有其有利的一面,也有其不利的一面。
任何两个相互靠近的电路之间都会存在互感现象。
互感现象有时会影响电路的正常工作,这是就要设法减小电路间的互感。
2、自感现象
教师:我们现在来思考第二个问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?下面我们首先来观察演示实验。
[实验1]演示通电自感现象。
教师:出示示教板,画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发
光,然后断开开关S 。
重新闭合S ,观察到什么现象?(实验反复几次)
学生:跟变阻器串联的灯泡A 2立刻正常发光,跟线圈L 串联的灯泡A 1逐渐亮起来。
教师:为什么A 1比A 2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。
学生:分组讨论(可以提醒学生这时出现了新电源,电源在哪里?电动势方向又如何?)
师生共同活动:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L 中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L 中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间。
[实验2]演示断电自感。
教师:出示示教板,画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A 正常发光。
然后断开电路,观察到什么现象?
学生:S 断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭。
教师:为什么A 灯不立刻熄灭?
学生:分组讨论(可以提醒学生这时出现了新电源,电源在哪里?电动势方向
又如何?)
师生共同活动:当S 断开时,L 中的电流突然减弱,穿过L 的磁通量逐渐减少,L 中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小。
L 相当于一个电源,此时L 与A 构成闭合回路,故A 中还有一段持续电流。
灯A 闪亮一下,说明流过A 的电流比原电流大。
教师:用多媒体课件在屏幕上打出i —t 变化图,如下图所示.
(师生共同活动:总结上述两个实验得出结论)
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
自感现象中产生的电动势
叫自感电动势。
教师:自感现象有其有利的一面,也有其有害的一面。
请同学们课下查阅资料,举出
自感现象在电工技术和电子技术中有哪些应用,又有哪些需要避免的实例。
3.自感系数
教师:自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。
然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
阅读教材。
自感电动势的大小决定于哪些因素?说出自感电动势的大小的计算公式。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率
t
I ∆∆成正比,与线圈的自感系数L 成正比。
写成公式为 电流的变化率是什么?答:与磁通量的变化率t ∆∆Φ相似,电流的变化率反映电流变化的快慢,其值等于电流的变化与所用时间的比值。
问:什么叫自感系数呢?答:自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
问:线圈的自感系数与哪些因素有关?答:线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数、是否带有铁芯等因素有关。
问:实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大。
另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
问:自感系数的单位是什么?写出换算关系
4.磁场的能量
教师:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论。
学生:分组讨论。
师生共同活动:推断出能量可能存储在磁场中。
教师指出:以上只能是一种推断,电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教师:教材最后一段说,线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?电的“惯性”大小与什么有关? 学生:当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯性”。
线圈的
自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
日光灯
1、日光灯的主要组成(如图)
启动器
(1)日光灯管.灯管内两端各有一个灯丝,内部充有微量的氩和稀薄气体.两灯丝间气体导电时发出紫外线,使管壁上的荧光粉发出可见光.启动时,要激发气体导电所需的电压比220 V 高得多.正常发光时灯管内只允许通过不大的电流,这时要求加在灯管上的电压低于电源电压.
(2)镇流器是一个带铁芯的线圈,自感系数很大
(3)启动器是一个充有氖气的小玻璃泡,里面装有两个电极,一个是静触片,一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的U 形动触片.通常不接触,受热时,接触。
2、启动器在电路中的作用
当接通电键时,电源电压加在启动器的两电极之间,使启动器的氖管放电.放电使U 形动触片受热膨胀与静触片接触,从而将电路自动接通,使灯丝和镇流器线圈中有电流流过。
电路接通后,U 形动触片遇冷收缩,要与静触片分离,自动切断电路.这以后启动器使命就已完成。
3、镇流器在电路中作用
启动阶段,当启动器的动触片与静触片接触时,镇流器的线圈中有了电流.当动触片与静触片分离时,电路突然中断,流过镇流器的电流急剧减少,线圈中会产生很大的自感电动势,电动势的方向与原电流方向相同.设这时B 端为电源正极,A 端为电源负极,则镇流器中产生的自感电动势D 端相当于正极,C 端相当于负极,如图所示,加在灯管两端EF 上的电压相当于两同向串联电源的电压即U EF =E 电源+E 自感,使灯管点燃。
S
E
F D C
B A +--+
日光灯点燃后,镇流器线圈中不断有变化的电流通过,因此同样产生自感电动势。
对交流电来说它相当于一个电阻,与灯管组成串联电路,分担了一部分电压.因此说镇流器有分压限流作用。
4、日光灯的启动
日光灯启动可分为三个阶段:1.灯丝预热。
2.灯管两端加高压点亮灯。
3.正常发光。
第一阶段:电键闭合后,启动器动触片与静触片接触,使灯丝和镇流器线圈中有电流流过,使灯丝预热。
第二阶段:启动器的动触片与静触片分离时,使镇流器线圈中电流减小,产生很大的自感电动势,与电源电压相串联加在灯管两端点亮灯管。
第三阶段:灯管点亮后,镇流器与灯管组成串联电路,镇流器起分压限流作用,使灯管正常发光。
要点提示:
1.日光灯工作时是靠紫外线激发荧光粉而发光,只有镇流器中有少量内能产生(电感的电阻很小),
大部分电能都转化为光能。
2.启动器并联在灯管两端而镇流器与灯管串联
3.启动器在电路中起自动开关作用
4.镇流器在日光灯的启动和工作过程中,都起着重要的作用,即启动时,产生瞬时高压,正常工作时起降压限流作用。