自感 教学设计2

教学目标：

知识目标：

1：知道什么是自感现象及自感电动势。

2：知道自感系数及其单位和决定因素。

3：知道自感现象在电路中的作用。

能力目标：培养学生的分析归纳推理能力，实验能力和观察能力。

教学重点：自感现象。

教学难点：自感现象在电路中的作用。

关键：做好演示实验，引导学生分析推理。

教学方法：实验探究法。

教具：自感现象演示仪。

任务分析：

教学过程：引入：千人震实验（一节干电池，一个日光灯镇流器，几根导线，其中包括两根长导线。）如图示：

问：（对做实验的学生）感受如何？

答：在开关断开的瞬间，遭电击。

问：使这些同学遭电击的原因是干电池吗？

答：不是，应该是镇流器，因为干电池的不可能产生电击的效果。

问：镇流器又是什么东西？怎么这么神奇？

拆开后问，是什么？

答：是一个线圈。

下面我们通过实验来探究线圈在电路中还具有哪些特异功能？

演示书本实验79页3－6－2。

问：观察到什么现象？

答：闭合开关：与变阻器串联的灯立刻正常发光，与线圈串联的灯是逐渐亮起来的，最后两灯一样亮。

演示书本实验79页3－6－3

问：观察到什么现象？

答：断开开关：灯泡要过一会儿才逐渐熄灭。

问：为什么会发生上述现象呢?（此处应引导学生自己分析）

答：闭合开关：灯逐渐亮起来——电流逐渐变大——线圈阻碍电流的增大。

断开开关：灯泡逐渐熄灭——电流逐渐变小——线圈阻碍电流的减小。

问：通过以上分析可知线圈在电路中起什么作用？

答：线圈阻碍电流的变化。

问：那么线圈为什么会阻碍电流的变化？（此处应引导学生自己分析）

答：电流的变化——通过线圈的磁通量的变化——电磁感应现象——线圈产生了感应电动势——线圈产生了感应电流——由楞次定律知感应电流的方向与原来电流的方向相反。

问：这种电磁感应现象与前面所研究的电磁感应现象有何不同？

答：这种电磁感应现象是由线圈本身的电流发生改变而应起的。

我们把这种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，产生的电流叫自感电流。

问：那么自感电动势的大小由什么因素决定的呢？（此处应引导学生自己分析）

答：自感电动势的大小决定于磁通量的变化率——磁通量的变化率又决定于磁感应强度的变化率——磁感应强度的变化率又决定于引起该磁场的电流的变化率——自感电动势的大小正比于原电流的变化率。

问：比例常数L有谁决定？

答：由线圈决定，对同一线圈来说是不变的，对不同的线圈来说一般是不同的。

问：对不同的线圈来说，当电流变化相同的情况下，L越大，自感电动势怎么变？L越小，自感电动势又怎么变？

答：L越大，自感电动势越大？L越小，自感电动势越小？

讲解：因而L 就称为自感系数，简称自感或电感。

问：那么其大小与哪些因素有关呢？请同学们猜想一下。

答：与线圈的形状，匝数，长短，有无铁芯等有关。

问：能否设计实验来验证？

答：利用上面的实验装置来做实验验证。对书本实验79页3－6－2和3－6－3，对3－6-3实验加一个限流电阻，可换用一匝数更少的线圈，或者去掉铁芯，或者串联一个线圈等等。开关闭合后调节限流电阻使得灯都正常发光，然后断开开关，这样在电流变化相同的情况下，分别看一看阻碍作用是否更不明显。

演示学生自己设计的实验。

问：可以看到什么现象？

答：匝数越少，线圈越短，没有铁芯，自感现象越不明显。

问：说明什么问题？

答：匝数越少，线圈越短，没有铁芯，自感系数越小。

说明：通过实验证明，线圈的横截面积越小，自感系数也越小。

自感系数的单位是亨利，简称亨，符号是H。

问：自感系数有何物理意义？

答：如果通过线圈的电流在一秒内改变一安培时，产生的电动势是一伏特，这个线圈的自感系数就是一亨利。

自感现象的应用广泛，如镇流器等。

自感现象的不利方面，在自感系数很大而电流又很强的电路中，在切断的瞬间对工作人员又无危险？（有）

制造电阻时也会导致误差，制造精密电阻时往往采用双线绕法。

小结：1：特殊的电磁感应现象——自感现象。

2：自感现象对电路的作用——阻碍电流的变化。

3：影响自感系数的因素——形状，匝数，长短，有无铁芯。

例题：如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E为电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是___。当开关S切断瞬间，通过电灯的电流方向是___.

课后作业：