互感与自感教学设计(课用)
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中职自感和互感教学设计中职自感和互感教学设计可分为以下几个部分:目标设定、课堂教学活动设计、课堂评价和教师反思。
一、目标设定中职自感和互感教学的目标是培养学生的自我意识和社交能力,让他们能够感知自己的情感、需要和价值,同时也能认识和尊重他人的感受和需求。
此外,还要培养学生的合作精神和沟通能力,激发他们的创造力和解决问题的能力。
二、课堂教学活动设计1. 创设情境:通过引入真实的生活情境或角色扮演,激发学生的兴趣和积极参与。
2. 多元表达方式:为学生提供多样化的表达方式,如绘画、写作、讨论等,让学生可以通过各种途径表达自己的情感和需求。
3. 合作学习:通过小组合作学习的方式,让学生相互合作、互相支持,培养他们的合作精神和团队意识。
4. 观摩学习:引导学生观摩他人的表现,并进行反思和评价,从中学习他人的优点和经验,并将其运用到自己的实践中。
5. 角色扮演:通过角色扮演的方式,模拟真实的情境,让学生体验到不同的角色和他人的感受,促进学生的共情能力和理解他人的需求。
6. 反思和讨论:设计反思和讨论环节,帮助学生对自己的情感和体验进行总结和思考,并与他人进行交流和分享。
三、课堂评价中职自感和互感教学的评价应注重学生的主观感受和表达能力,以及他们对他人的理解和尊重。
可采用如下评价方式:1. 个人作品评价:对学生的个人作品进行评价,如绘画、写作等,注重表现出的情感和主题的质量。
2. 观察记录评价:对学生在课堂活动中展示的行为和表现进行观察记录,并给予反馈。
3. 小组合作评价:评价学生在小组合作中的表现,包括他们的合作精神、沟通能力和解决问题的能力。
4. 交流评价:通过讨论和交流的方式,评价学生对他人感受和需求的理解和尊重程度。
四、教师反思在教学过程中,教师应及时关注学生的学习成果和情感体验,鼓励学生的积极参与和表达,并根据学生的不同需求和进展情况进行调整和反思。
教师还应通过观察学生的学习情况和听取学生的反馈,不断改进和完善自己的教学策略,提高教学效果。
高中物理互感与自感的教案设计一、教学目标1. 让学生理解互感和自感的概念,知道它们是电磁感应现象的特殊情况。
2. 让学生掌握互感和自感的大小计算公式,并能运用到实际问题中。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重点1. 互感和自感的概念。
2. 互感和自感的大小计算公式。
三、教学难点1. 互感和自感的大小计算公式的推导。
2. 如何在实际问题中运用互感和自感的大小计算公式。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过观察、思考、讨论,探索互感和自感的现象和规律。
2. 运用多媒体辅助教学,通过动画、图片等形式,形象地展示互感和自感的过程。
3. 结合实际例子,让学生通过计算和分析,掌握互感和自感的大小计算公式。
五、教学内容1. 互感与自感的概念介绍。
2. 互感与自感的大小计算公式推导。
3. 互感与自感在实际问题中的应用实例。
教案内容:一、导入(5分钟)1. 通过复习电磁感应的基本概念,引导学生回顾法拉第电磁感应定律。
2. 提问:在电磁感应现象中,有没有特殊情况?二、互感与自感概念的引入(10分钟)1. 讲解互感的概念:当两个导体相互靠近时,其中一个导体的电流变化会在另一个导体中产生感应电动势。
2. 讲解自感的概念:导体自身的电流变化在自身产生的感应电动势。
三、互感与自感的大小计算公式(10分钟)1. 推导互感的大小计算公式:M = μ₀N₁N₂L / (2 π f l),其中M为互感系数,N₁和N₂为两个线圈的匝数,L为线圈的自感系数,f为交流电的频率,l为两个线圈之间的距离。
2. 推导自感的大小计算公式:L = μ₀N²/ l,其中L为自感系数,N为线圈的匝数,l为线圈的长度。
四、互感与自感在实际问题中的应用(10分钟)1. 举例说明互感在变压器中的应用。
2. 举例说明自感在电容器充电和放电过程中的作用。
五、课堂小结(5分钟)2. 强调互感与自感在实际生活中的应用。
高中物理自感互感教案一、教学目标1. 理解并掌握自感和互感的概念;2. 能够应用自感和互感的原理解释现象;3. 能够进行实验观察、测量和分析电磁现象。
二、教学重点与难点重点:自感和互感的概念、原理和应用;难点:自感和互感的数学表达和计算。
三、教学内容1. 自感和互感的概念;2. 自感和互感的原理;3. 自感和互感的应用;4. 实验探究:利用螺线管和铁芯线圈测量自感和互感。
四、教学过程1. 概念引入通过引入变压器的原理和结构,引导学生思考变压器中的自感和互感是如何发生的,并引出自感和互感的概念。
2. 知识讲解讲解自感和互感的定义、原理、计算公式和实际应用,引导学生理解自感和互感的重要性和作用。
3. 实验探究利用螺线管和铁芯线圈进行实验观察和测量,让学生亲身体验自感和互感的实际效果,并帮助他们掌握自感和互感的测量方法和计算技巧。
4. 拓展应用通过举例应用自感和互感的场景,如变压器、感应电机等,让学生了解自感和互感在电磁学中的广泛应用。
五、教学总结通过本节课的学习,学生将深入理解自感和互感的概念和原理,并能够应用自感和互感的知识解释各种电磁现象。
同时,通过实验探究和实际应用,学生将培养实验观察、数据分析和问题解决的能力。
六、作业布置1. 阅读相关教材,复习自感和互感的知识点;2. 思考并回答自感和互感在变压器中的作用是什么;3. 完成相关练习题,巩固自感和互感的计算方法。
七、教学反思通过本节课的教学,学生能够全面掌握自感和互感的概念、原理和应用,同时培养实验探究和问题解决的能力。
下节课要继续引导学生深入了解电磁学知识,拓展应用场景,激发学生的兴趣和创造力。
互感和自感【教学目标】(一)知识与技能1.了解什么是互感现象和自感现象。
2.知道互感、自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
3.了解自感电动势大小的计算式,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。
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,能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。
(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】自感现象产生的原因及自感电动势的作用,运用自感知识解决实际问题。
【教学过程】一、实验引入新课师:先观察一个实验,小线圈和小灯泡组成闭合回路,大线圈和交流电源组成回路,两个回路之间是相互绝缘的,当接通电源,将小线圈放在大线圈附近时,大家预测会有什么现象发生呢?生:小灯泡会亮。
师:小灯泡为什么会亮呢?前面我们学习了电磁感应知识,有没有同学可以解释这个现象呢?学生可以讨论,然后让学生给出自己的解释。
结合学生的解释,进而总结。
师:在小线圈里产生了感应电流,那么必然产生了感应电动势,上述这种现象我们就叫做互感现象。
让学生归纳出什么是互感现象。
二、新课教学(一)互感现象给出互感概念: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。
《互感和自感》教学设计一、教材分析本节课使用的是人教社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3—2第四章第六节“互感和自感”。
互感和自感都是电磁感应现象的重要实例,本质上都是由于电流变化引起的电磁感应现象。
本节是在学生学习了产生电流的条件,楞次定律和法拉第电磁感应定律后进行教学的,是电磁感应现象的具体运用。
因此对互感、自感现象的研究,即是对电磁感应规律的巩固和深化,也是为以后学习交流电,电磁波奠定了知识基础。
同时,本节知识又与日常生活、生产技术有密切的联系,因此,本节的学习有重要的现实意义。
二、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,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、教学目标1.知识和技能:(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、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)通过对实验观察和分析,体会科学研究的乐趣。
四、重点难点1.教学重点:让学生掌握互感与自感现象的共性及个性2.教学难点:自感电动势的作用及方向五、教学资源线圈,小音响,自感现象演示仪,干电池,学生电源,导线六、教学过程设计教学活动教师活动学生活动教学任务及设计目的活动一知识回顾1.产生感应电流的条件?2.怎样判断感应电流(感应电动势)的方向?学生回忆或看书,一起回答复习学过的知识,为本节课做准备活动二新奇小实验将音响和线圈连接,播放器和另一线圈连接,两个线圈相互靠近时音响发出声音,离得越近声音越大。
2.4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。
过程与方法能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。
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)、3.8V 0.3A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1.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2.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。
问题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》教学设计教学目标:1. 了解互感和自感的概念和特点;2. 学习互感和自感的实际应用。
教学内容:1. 互感和自感的定义及特点;2. 互感和自感的公式和计算方法;3. 互感和自感的实际应用。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入问题:你知道什么是互感和自感吗?它们有什么作用?2. 学生回答问题。
二、讲解互感和自感的概念和特点(15分钟)1. 讲解互感和自感的定义:互感指两个或多个线圈共用一个铁芯时,其中一个线圈中的电流改变时,将在其他线圈中感应出电动势;自感指线圈自身电流变化时感应出自身电动势。
2. 引导学生理解互感和自感的特点:互感是由于磁场的传递而产生的;自感是由于电流本身的变化而产生的。
三、讲解互感和自感的公式和计算方法(20分钟)1. 讲解互感的公式和计算方法:- 互感系数:M = k * √(L1 * L2);- 互感的计算:M = |M1 - M2|。
2. 讲解自感的公式和计算方法:- 自感系数:L = k * n² * A / l;- 自感的计算:L = μ₀ * N² * A / l。
3. 进行计算实例的演示和解析。
四、讲解互感和自感的实际应用(15分钟)1. 互感的实际应用:- 变压器的原理和工作方式;- 电动机和发电机原理。
2. 自感的实际应用:- 电磁铁的原理和应用;- 打火线圈的原理和应用。
五、总结与展望(5分钟)1. 总结互感和自感的概念和特点;2. 展望互感和自感在未来的应用领域。
六、课堂讨论(10分钟)1. 引导学生讨论互感和自感的应用还有哪些?2. 学生进行思考和讨论。
教学资源:1. 教学课件;2. 互感和自感的实物、电路图等相关材料。
教学评估:1. 指导学生完成互感和自感的计算题;2. 班级讨论互感和自感的应用领域,并进行展示。
3. 提问学生互感和自感的定义、特点和计算公式。
教学拓展:1. 学生可通过参观实验室或科技馆,了解实际应用中的互感和自感设备;2. 学生可自行查阅相关资料,深入了解互感和自感的应用领域。
《互感和自感》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解互感与自感的观点。
2. 掌握互感与自感的基本定律。
3. 能够应用互感与自感定律解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点:理解互感与自感的观点,掌握互感与自感的基本定律。
2. 教学难点:应用互感与自感定律解决实际问题,理解非线性电路的原理。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、演示电源、灯泡、线圈、电线等物理实验器械。
2. 制作PPT,包含图片、动画和相关问题。
3. 准备一些实际生活中的互感和自感案例,以便在教室上讨论。
4. 提前与学生沟通,了解他们对互感和自感的理解水平,以便更好地组织教室教学。
四、教学过程:本节课的教学目标是让学生掌握互感和自感的观点,理解互感和自感的影响因素,掌握互感和自感的应用。
为了实现这些目标,我将采用以下教学步骤:1. 引入:起首,我会通过一些简单的实验来引入互感和自感的观点。
这些实验将帮助学生直观地理解这两个观点。
2. 讲解互感和自感的基本观点:在引入实验后,我将详细诠释互感和自感的基本观点。
通过诠释磁场和电场的变化如何导致电流的产生,帮助学生理解互感和自感的原因。
3. 分析影响互感和自感的因素:在此阶段,我将讨论影响互感和自感的主要因素,包括线圈的形状、匝数、电流的变化速度等。
通过这些讨论,帮助学生理解为什么不同的设备会产生不同的互感或自感。
4. 案例分析:接下来,我将通过一些实际案例来诠释互感和自感的应用。
这些案例将帮助学生了解互感和自感如何在实际设备中发挥作用。
5. 实验操作:为了帮助学生更直观地理解互感和自感,我将组织学生进行一些简单的实验。
这些实验将帮助学生亲手操作,了解互感和自感是如何在实际设备中产生的。
6. 小组讨论:在实验结束后,我将组织学生进行小组讨论,讨论互感和自感在实际中的应用以及如何避免其可能带来的问题。
通过小组讨论,帮助学生更好地理解和应用互感和自感的观点。
7. 总结与反馈:最后,我将对这节课的内容进行总结,并鼓励学生提出问题和反馈。
互感和自感公开课教案教学设计课件资料一、教学目标1. 知识与技能:让学生了解互感和自感的概念,理解它们在电路中的应用。
2. 过程与方法:通过实验和案例分析,培养学生分析问题和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对电磁感应现象的兴趣,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容1. 互感现象:介绍互感的概念,解释互感现象的产生原因,展示互感在电路中的应用。
2. 自感现象:介绍自感的概念,解释自感现象的产生原因,展示自感在电路中的应用。
3. 互感和自感的区别与联系:分析互感和自感的异同,引导学生理解它们在电路中的相互作用。
4. 实验演示:安排实验,让学生观察和体验互感和自感现象,加深对概念的理解。
5. 案例分析:分析实际电路中的应用实例,让学生学会运用互感和自感知识解决实际问题。
三、教学过程1. 导入新课:通过展示电磁感应现象的图片,引发学生的好奇心,激发学习兴趣。
2. 讲解互感现象:简要介绍互感的概念,解释互感现象的产生原因,展示互感在电路中的应用。
3. 讲解自感现象:简要介绍自感的概念,解释自感现象的产生原因,展示自感在电路中的应用。
4. 互感和自感的区别与联系:分析互感和自感的异同,引导学生理解它们在电路中的相互作用。
5. 实验演示:安排实验,让学生观察和体验互感和自感现象,加深对概念的理解。
6. 案例分析:分析实际电路中的应用实例,让学生学会运用互感和自感知识解决实际问题。
7. 课堂小结:回顾本节课的主要内容,强调互感和自感在电路中的应用。
四、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 实验报告:评估学生在实验过程中的观察、分析和总结能力。
3. 课后作业:检查学生对互感和自感知识的理解和应用能力。
五、教学资源1. 课件:制作精美的课件,展示互感和自感的相关图片、图表和动画。
2. 实验器材:准备互感和自感实验所需的器材,如线圈、电流表、电压表等。
互感和自感教师:同学们,前面我们学习了电磁感应现象的基本规律,今天这节课我们来探讨两种非常重要的电磁感应现象,互感和自感。
板书课题:互感和自感新课教学:一、互感互感现象的引入:线圈听音乐,让学生通过声音感知“互感”教师:这是一个MP3,这是一个音箱,两者通过导线相连,MP3中随音乐变化的电流将通过导线传送到了音箱,下面我们一起来欣赏(播放10秒钟音乐)演示:拆开对接的导线,音乐停了。
(问:还有声音吗)教师:如果不用导线直接相连,还有其它方法来传送吗?下面我们一起来尝试一下。
介绍装置:这是一个底座,这是一个线圈,现在我把MP3与线圈构成一个闭合回路,线圈中就有了随声音变化的电流,为了方便,我把MP3挂在这个支架上。
这是一个塑料圆筒(放在线圈上听不到声音),我这里有一根导线,与音箱构成一个闭合回路,现在我把导线绕成线圈,请大家注意听(随着圈数的增加声音变大)。
为了区别,我们把这个线圈称为A线圈,把这个线圈称为B线圈。
教师:这两个线圈之间根本没有用导线相连,但是能量从一个线圈传递到了另一个线圈,它们是怎么传递的呢?(停顿片刻)(课件动态演示)由于A线圈中的电流发生变化,所产生的磁场也是变化的,就会引起B线圈中的磁通量变化,从而在B线圈中产生了感应电动势,这样,与B线圈相连的音箱中就有了音乐声。
分析现象,建立概念:像这种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的现象,我们就称之为互感现象。
(投影互感概念)板书:一、互感现象在互感过程中产生的感应电动势叫互感电动势。
教师:利用互感现象,可以传递能量,比如说:变压器,它就是把电能从一个线圈传送到另一个线圈。
再比如说收音机里的磁性天线,也是利用互感把广播电台的信号从一个线圈传递到另一个线圈。
(展示图片)(6min)二、自感教师:当一个线圈中电流变化时,它产生的变化的磁场会在另一个线圈中激发出感应电动势,那么在线圈本身会不会激发出感应电动势呢?带着这个问题,接下来我们来做一个非常有趣的实验。
(选修3-2)第四章第六节
《互感和自感》教学设计
教学目标
1.知识与技能:
(1)知道互感现象,了解互感的应用与防止;
(2)知道自感现象,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)了解自感现象的应用与防止。
2.过程与方法:
(1)通过三个自感实验的观察、设计与分析,培养学生的观察能力、实验能力和探究能力;
(2)通过自感体验,加深对知识的理解。
3.情感态度价值观:
(1)通过演示实验提升学生的学习兴趣,体会物理知识的奥秘。
(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)通过了解互感和自感的应用和防止,体会物理知识与技术的融合之美。
学情分析
学生已经学习了电路的基本知识和电磁感应的相关规律,会判断回路是否会产生感应电动势以及感应电动势的方向,而且还掌握了感应电动势的大小和磁通量的变化率有关。
但头脑中还没有互感这个概念,也没有意识到当变化电流通过线圈时,线圈本身也会产生感应现象。
学习中对相关的自感现象的感知和解释也是学生遇到的最大挑战。
教学重点
自感现象产生的原因及特点
教学难点
运用自感知识分析实际问题。
教学流程
一、新课引入
【演示实验】一个线圈和一个灯泡,把它们连成一个闭合回路,小灯泡无法发光。
把线圈放到一个盒子上,小灯泡发光。
引发学生思考,盒子里放什么东西,小灯泡才会发光。
学生猜想后揭晓谜底,是一个接上交变电流的线圈。
启发学生思考为什么这个线圈接上交变电流,另一个线圈里也会产生电流。
通过前面电磁感应现象的知识迁移,学生分析出电流变化引起磁场变化,使得穿过另一线圈的磁通量发生变化,另一线圈中会产生感应电流,引出互感现象。
二、互感现象
分析实验现象,产生感应电流的本质原因是磁通量变化的线圈中产生了感应电动势,此时这个线圈就充当这个回路中的电源。
像这样两个线圈之间并没有导线相连,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。
互感现象是发生在两个相互靠近的电路之间的电磁感应现象。
由互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势。
引导学生分析小灯泡发光时电能的来源,互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个
线圈。
介绍互感在生活中的应用——变压器。
让学生思考把交变电流换成直流电源,这个电路是否还能发生互感现象。
让学生分析并得出开关断开、闭合的瞬间,电流变化,会有互感现象。
三、自感现象
1.通电自感
学生思考、讨论:
①如果把一个线圈去掉,只研究另一个个线圈,开关闭合的瞬间,这个线圈会不会发生电磁感应现象?它的两端会不会产生感应电动势呢?
②如果线圈有发生电磁感应现象,有产生感应电动势,根据楞次定律,这个感应电动势对电路中的电流变化会产生怎么样的影响呢?
③有没有什么办法能把电流慢慢增大的这个现象呈现出来?
④一个灯泡很难观察灯泡发光情况,应如何改进电路,能够更加直观得看出灯泡是否缓慢变亮?
⑤并联的另一支路上的可变电阻作用是什么?
【演示实验】根据讨论结果,搭建如右图的电路,演示实验,发现与线圈串联的灯泡亮的慢一些。
通过实验验证学生刚才的猜想,线圈的确发生了电磁感应现象,产生了感应电动势。
正是这个感应电动势阻碍了电流的增大。
让学生观察实验现象并思考既然这个感应电动势,对电流增大起到了阻碍的作用。
为什么最终两灯又一样亮呢?
引导学生认识到感应电动势只是延缓了电流增大的时间。
最终电路中的电流稳定后,电流恒定,两灯一样亮。
电流稳定后,周围磁场的磁感应强度也就不再变化,穿过线圈的磁通量也就不再变化了。
在刚才演示的实验中,线圈也产生了电磁感应现象,只不过这个线圈磁通量变化的原因,和我们提到的互感有所不同。
互感是一个线圈电流变化,引起另一个线圈的磁通量变化,而这个线圈是由于自身的电流发生变化引起了磁通量的变化,从而发生电磁感应现象。
我们就把这种由于自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。
刚才这个线圈由于自感现象,而产生的感应电动势也就称为自感电动势。
2.断电自感
学生思考、讨论:电流的变化可以增大,也可以减小。
比如电键断开的瞬间。
电键断开的瞬间,通过线圈的电流减弱,线圈发生自感现象,此时自感电动势又会对电路中的电流变化产生什么影响?
介绍实验验证的改进后电路,如右图所示。
其中线圈就用实验室中的演示变压器改装后的带铁芯的线圈,其优点是可换线圈匝数。
【演示实验】按右图搭建实验电路,线圈选200匝。
可观察到灯泡闪一下再熄灭的现象。
让学生分小组讨论分析,灯泡为何出现闪一下的现象。
小组汇报分析结果。
引导学生分析电路中电流在断开电键前后电流的大小、方向变化情况。
分析线圈电阻和灯泡发光时电阻的大小关系对实验现象的影响。
【演示实验】同样的实验电路,但是线圈选800匝。
可观察到闭合电键时,灯泡比刚才实验时更亮,断开电键时,灯泡没有闪一下的现象,而是直接熄灭。
通过两次实验及理论分析,使学生认识到并不是接入任何线圈,断开电键时都会有闪一下的情形。
接入800匝的线圈,它的电阻大于灯泡的电阻,此时线圈中的电流大小比灯泡中的电流要小,所以断开电键灯泡并没有闪一下的现象,但电流的变化还是会使得线圈发生自感现象。
理论分析后,用电流传感器演示实验,通过传感器记录的两个并联支路的I—t图象,让学生更加直观的看出断开电键时,电路中的电流变化情况。
学生思考:图像说明了什么问题。
分析图像:线圈的电流逐渐减小,灯泡的电流方向相反,再逐渐减小,后来两个图像对称,说明后来流过灯泡的电流正是线圈中逐渐减小的电流。
刚才闭合电键,线圈中的电流增大,自感电动势阻碍电流的增大,现在电键断开,线圈中的电流减小,自感电动势又阻碍电流的减小。
总结自感电动势的作用就是:阻碍线圈中电流的变化。
引导学生分析自感现象中能量的转化情况:通电线圈周围的磁场储存了能量,在电流减弱时,这个储存的能量就会释放出来。
四、自感电动势、自感系数
自感电动势也是感应电动势,同样遵循法拉的电磁感应定律:E ∝△Φ/△t ,精确的实验表明线圈周围磁场的强弱又正比于线圈中电流的强弱,即磁通量的变化率正比于电流的变化率。
所以也可以说,自感电动势正比于电流的变化率。
即E ∝△I /△t 。
引入一个比例系数L ,写成等式即:E=L △I /△t 。
L 这个比例系数称作自感系数,简称“自感”或“电感”。
自感系数与线圈的形状、大小、匝数、有无铁芯等因素有关。
自感系数的单位是亨利。
H ,简称亨。
亨利是美国的物理学家,在电磁学方面有很多突出贡献。
常用的单位还有毫亨、微亨。
五、自感的利弊、应用
自感的防护:像大型的变压器、电动机,有很大的线圈,自感系数很大。
在断电的瞬间,电流的变化率也很大,相应的要产生一个很大的自感电动势,使得开关中的金属片间会产生电火花,甚至引起人身伤害,这些大功率的用电器的开关通常要用油浸开关,避免产生电火花。
自感的利用:利用自感现象产生很大的自感电动势。
比如日光灯的镇流器,燃气灶的打火装置等。
让学生课后去了解一下它们是如何巧妙的利用自感现象。
【板书设计】 4.6互感和自感
1、互感
2、自感
3、自感系数
4、自感的利弊、应用
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